Trong phạm vi nghiên cứu này sẽ trình bày các ảnh hưởng của điều kiện thời tiết bất thường tại khu vực đến chất lượng đường bê tông nhựa. Bằng phương pháp thực nghiệm, bài báo sẽ cung cấp các dẫn chứng cho thấy tính phù hợp của cấp phối bê tông nhựa và tính chất đá dăm trong điều kiện thời tiết bất thường khu vực Bắc Trung Bộ.
TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MƠI TRƯỜNG VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA Phạm Việt Hùng*, Ngơ Q Tuấn, Nguyễn Thị Thanh, Trần Đức Hạnh, Nguyễn Quốc Huy, Lê Minh Đức, Đào Văn Phú Trường Đại học Nông Lâm Huế, Đại học Huế Liên hệ email: phamviethung@huaf.edu.vn * TÓM TẮT Hiện tượng suy giảm nhanh cường độ mặt đường bê tông nhựa quy mô giao thông lớn đặt nhu cầu cấp thiết cần nghiên cứu cách toàn diện yếu tố ảnh hưởng đến độ bền kết cấu mặt đường bê tông nhựa theo điều kiện thời tiết khu vực Có nhiều nguyên nhân liên quan đến hư hỏng Trong phạm vi nghiên cứu trình bày ảnh hưởng điều kiện thời tiết bất thường khu vực đến chất lượng đường bê tông nhựa Bằng phương pháp thực nghiệm, báo cung cấp dẫn chứng cho thấy tính phù hợp cấp phối bê tơng nhựa tính chất đá dăm điều kiện thời tiết bất thường khu vực Bắc Trung Bộ Trên sở nghiên cứu thực tiễn đến đề xuất quy trình nhằm giảm thiểu tác động điều kiện thời tiết bất thường đến chất lượng đường bê tông nhựa nhằm giúp nhà quản lý, thiết kế, thi công có định phù hợp Từ khố: bittum, bê tông nhựa, nhiệt độ, độ ẩm, thời tiết bất thường Nhận bài: 17/03/2019 Hoàn thành phản biện: 26/03/2019 Chấp nhận bài: 31/03/2019 MỞ ĐẦU Áo đường mềm (AĐM) sử dụng vật liệu bê tông nhựa chặt (BTNC) loại kết cấu mặt đường có nhiều ưu điểm, sử dụng phổ biến Việt Nam Theo Nguyễn Quang Chiêu (2005), diện tích mặt đường BTNC chiếm khoảng 90% tổng diện tích mặt đường loại Theo Hữu cs (2015), BTNC loại vật liệu có tính chất đàn hồi nhiệt nên nhạy cảm với điều kiện môi trường tính chất đặc trưng thành phần vật liệu nhựa đường có tính ổn định nhiệt liên kết với cốt liệu chịu tác động nước ẩm Cường độ chịu nén chịu cắt AĐM suy giảm nhiệt độ môi trường tăng cao vượt xa ngưỡng điều kiện bất lợi theo tiêu chuẩn thiết kế quy định Theo Nhất Thiện (2014), chất lượng bề mặt AĐM thay đổi đáng kể tượng mát vật liệu (bong tróc, ổ gà) thường xuất với tần suất cao điều kiện mưa dài ngày, lưu lượng tải trọng trục xe lớn Do tượng giảm khả bám dính vật liệu (giữa phân tử nhựa đường với nhau, nhựa đường với cốt liệu), khả thoát nước mặt đường làm áp lực nước đọng mặt đường tăng cao, tác dụng tải trọng trục xe gây phá vỡ liên kết bề mặt Các tượng có liên quan trực tiếp đến đặc điểm cấp phối lớp áo đường mặt cường độ đặc điểm bề mặt đường Do đó, nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện thời tiết bất thường đến lớp mặt đường đưa giải pháp cần thiết, đặc biệt điều kiện nước ta chưa có nghiên cứu điều chỉnh phù hợp điều kiện áp dụng thực tế khu vực thay đổi khác biệt với quy định tiêu chuẩn thiết kế thi công Xét đến điều kiện nhiệt ẩm, mùa hè thời kỳ bất lợi mưa nhiều nhiệt độ mặt đường cao Do tính tốn cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, tiêu BTNC loại hỗn hợp đá trộn nhựa lấy tương ứng với nhiệt độ tính tốn 30°C Theo Tiêu chuẩn ngành 22TCN 211- 06, tính tốn theo điều kiện cân trượt nhiệt 1273 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 độ tính tốn bê tơng nhựa loại hỗn hợp đá nhựa nằm phía lấy 30°C, riêng lớp mặt lấy 60°C Thực tế năm gần đây, nhiều đoạn tuyến đường quốc lộ 1A sử dụng kết cấu AĐM, đặc biệt khu vực Bắc Trung Bộ (BTB), liên tiếp xuất hư hỏng nghiêm trọng với tần suất cao thời điểm nhiệt độ tăng cao mưa lớn dài ngày bất thường cho biến đổi khí hậu (BĐKH) gây Theo ghi nhận Bộ Khoa học Cơng nghệ (02/6/2015), nhiệt độ khơng khí nhiều nơi khu vực BTB lên tới 30°C - 40°C, có nơi nhiệt độ khơng khí nhiệt độ mặt đường BTNC tương ứng đạt ngưỡng kỷ lục 42,7°C 75°C Theo kết khảo sát thực địa tra Bộ Giao thông vận tải (15/6/2015) ghi nhận, đoạn tuyến quốc lộ 1A (đoạn từ Km 223 đến Km 232 từ Km 387+100 đến Km 709+400) xảy tượng xô dồn nứt trượt chiếm 8% tổng mức độ hư hỏng lớp mặt đường BTNC Theo số liệu thống kê Liên hiệp Hội khoa học kỹ thuật Việt Nam (15/6/2015), từ đầu năm 2014 quốc lộ 1A, đoạn đường từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế có 70km tổng số 620km gặp phải tình trạng hằn lún vệt bánh xe (HLVBX); có 13% - 15% số đoạn tuyến từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế xuất lún đưa vào khai thác năm Thời điểm lún nhiều ngày nắng nóng dội Theo báo cáo Bộ Tài nguyên Môi trường MONRE (2012) cho thấy khu vực BTB hứng chịu lượng mưa lớn năm qua Số liệu thống kê cho thấy, độ lệch chuẩn lượng mưa trung bình năm cao khoảng 400mm đến 700mm Kỷ lục ghi nhận lượng mưa 24 lên tới 747mm, vượt qua kỷ lục lượng mưa 555mm xác lập ngày 9/10/1995 Theo Đài truyền hình kỹ thuật số (27/12/2016), Quốc lộ 1A đoạn qua tỉnh Thừa Thiên Huế (Phú Bài - Bắc Hải Vân) đầu tư nâng cấp, mở rộng khai thác năm hư hỏng xuất nhiều “ổ gà” sau đợt mưa lớn dài ngày Hiện tượng AĐM khai thác ổn định thời gian dài đột ngột bị biến dạng nhiều ngày nắng nóng “dữ dội” hay mặt đường bị tàn phá nặng nề sau đợt mưa lớn dài ngày với đoạn tuyến thi công cấp thiết kế, nhà thầu thi công lại có đoạn lún, đoạn khơng đề cập đặt nghi vấn nguyên nhân bắt nguồn từ biến đổi lớn yếu tố thời tiết bất thường gây Thực tế, Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới hứng chịu ảnh hưởng khắc nghiệt BĐKH Vì vậy, độ bền kết cấu cơng trình nói chung AĐM nói riêng trước biến đổi bất thường điều kiện môi trường vấn đề nhận nhiều quan tâm tác động mà gây nghiêm trọng Việt Nam nhiều nước khu vực, tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu BTNC AĐM xây dựng dựa nhiều vào tiêu chuẩn thiết kế Trung Quốc, Mỹ Châu Âu, nơi mà tiêu chuẩn thiết kế xây dựng từ sở liệu thực nghiệm có đặc điểm khí hậu hồn tồn khác với Việt Nam, đặc biệt khu vực Bắc Trung Bộ Nghiên cứu Shuang cs (2014) việc áp dụng tiêu chuẩn thiết kế từ nơi có điều kiện khí hậu qua nơi có điều kiện khí hậu khác dẫn đến sai khác đáng kể chất lượng AĐM Thực tế, TCVN BTNC hành đánh giá nhiều hạn chế việc thích ứng điều kiện khắc nghiệt môi trường thời gian vừa qua 1274 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 Đã có nhiều nghiên cứu nỗ lực nhằm tìm nguyên nhân giải pháp khắc phục tượng nêu Tuy nhiên, đến tượng hư hỏng chưa giải triệt để Vì vậy, việc nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố môi trường khắc nghiệt đến cường độ kết cấu AĐM đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động để tang tuổi thọ AĐM cần thiết NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Vật liệu sử dụng để chế tạo tổ hợp mẫu thí nghiệm nghiên cứu thiết kế theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8819-2011 yêu cầu kỹ thuật kèm Quyết định số 858 Bộ GTVT Nguồn gốc cốt liệu lựa chọn theo thực tế thiết kế, thi công đoạn tuyến quốc lộ 1A địa bàn ba tỉnh thuộc khu vực BTB Quảng Bình (QB), Thừa Thiên Huế (TTH) Quảng Trị (QT) Nhựa đường Shell mác 60/70 áp dụng đoạn tuyến quốc lộ sở lựa chọn để chế tạo tổ mẫu nghiên cứu Chỉ tiêu độ kim lún tiêu khác kiểm tra theo Tiêu chuẩn TCVN 8819-2011 để đảm bảo chất lượng nhựa phải đạt chất lượng yêu cầu theo tiêu chuẩn 2.2 Phương pháp nghiên cứu Các tổ mẫu cấp phối BTNC12.5 BTNC19 thiết kế theo tiêu chuẩn tương ứng với nguồn gốc cốt liệu, cấp phối điều kiện môi trường khác Mỗi tổ mẫu (3 mẫu/tổ mẫu) thí nghiệm phương pháp kéo gián tiếp IDT nén dọc trục UC với thiết bị thí nghiệm tiêu chuẩn Hình Mẫu thí nghiệm IDT có dạng hình trụ tròn theo tiêu chuẩn với kích thước đường kính 100 mm chiều cao 65 mm Mẫu tiêu chuẩn thí nghiệm nén dọc trục UC có hình trụ cao 150 mm với đường kính 100 mm Mẫu thí nghiệm IDT chế tạo thí nghiệm theo phương pháp Marshall Mẫu thí nghiệm UC nén tĩnh dọc trục theo chiều cao mẫu máy nén SGC (Superpave Gyratory Compactor) điều khiển với tốc độ biến dạng liên tục 0,001/giây phá hoại mẫu đề xuất nghiên cứu Thanakorn Suched (2009) Giá trị thí nghiệm tổ mẫu trung bình cộng giá trị mẫu tổ mẫu Các tổ mẫu thí nghiệm kí hiệu tên Bảng Bảng Tổng hợp tổ mẫu hỗn hợp BTNC12.5 BTNC19 Hỗn hợp BTNC 12.5/ BTNC19 BTNC 12.5/ BTNC19 BTNC 12.5/ BTNC19 Nguồn đá dăm Thừa Thiên Huế (TTH) Quảng Trị (QT) Quảng Bình (QB) Kí hiệu tổ mẫu TTH_BTNC12.5/TTH_BTNC19 QT_BTNC12.5/ QT_BTNC19 QB_BTNC12.5/ QB_BTNC19 Nhóm thí nghiệm số nghiên cứu ứng xử BTNC, cấp phối BTNC12.5 BTNC19 sử dụng cốt liệu đá ba tỉnh gia nhiệt bốn mức nhiệt độ khác bể tiêu chuẩn có thiết bị kiểm sốt nhiệt độ điện tử Bốn mức nhiệt độ đề nghị 25°C (nhiệt độ mặt đường khu vực vào ban đêm), 45°C (Nhiệt độ mặt đường phổ biến), 60°C (nhiệt độ bất lợi TCVN 8819-2011) 75°C (nhiệt độ mặt đường thời điểm cao bất thường) Bảng Nhóm thí nghiệm số nhằm đánh giá ứng xử vật liệu BTNC12.5 BTNC19 sử dụng cốt liệu đá ba tỉnh với bốn mức tạo ẩm khác môi trường nhiệt độ quy định TCVN 8819-2011 (60°C) tương ứng với thời gian 40 phút (theo TCVN 8819-2011), 24 1275 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 (theo TCVN 8819-2011), 72 120 (mức thời gian mưa khu vực) Bảng Bảng Điều kiện thí nghiệm BTNC 12.5 BTNC 19 Yếu tố tác động Nhiệt độ (°C) Thời gian ngâm (giờ) TCVN 8819-2011 60 40 phút Điều kiện nghiên cứu 25 45 75 24 72 120 Hình Thiết bị thí nghiệm tiêu chuẩn nhiệt ẩm (trái), thí nghiệm IDT (giữa) UC (phải) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ cao Khi nhiệt độ mặt đường cao, vật liệu BTNC bị mềm hoá bittum chảy dẻo, làm giảm lực liên kết hạt cốt liệu làm cho lớp AĐM bị biến dạng (HLVBX), tách lớp hay xô dồn xuất lực hãm xe Nghiên cứu Lân cs (2013) rằng, trùng phục nhiệt độ với biên độ chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớp AĐM mùa hè lớn, đến 45°C (70°C/25°C), diễn thời gian dài, khiến lớp AĐM liên tục thay đổi trạng thái, bị co ngót, biến dạng hình thành khe nứt tế vi bề mặt AĐM 1276 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 Hình Mơ tả biến dạng mặt đường (trái) mặt cắt ngang đường bị biến dạng (phải) (Viện kỹ thuật xây dựng hạ tầng, 02/8/2014) Hình mơ tả tượng lún vệt bánh xe AĐM phổ biến Khi nhiệt độ không khí tăng, nhiệt độ mặt đường tăng theo, vật liệu nhựa đường từ trạng thái rắn sang trạng thái quánh hoá lỏng bittum bị chảy dẻo, làm giảm lực liên kết hạt cốt liệu ngược lại, vật liệu BTN từ trạng thái lỏng sang trạng thái qnh, hố rắn trở lên giòn Dưới tác dụng tải trọng xe, lớp AĐM bị uốn bẻ gãy gây tượng hư hỏng rạn nứt mỏi dọc tuyến, ngang tuyến rạn nứt trượt Nếu bỏ qua yếu tố chất lượng q trình thiết kế thi cơng AĐM tượng hư hỏng phổ biến điều kiện nhiệt độ cao HLVBX chủ yếu xảy lớp mặt nơi ảnh hưởng trực tiếp nhiệt độ khơng khí độ ẩm Vì vậy, đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến số tiêu tính vật liệu nội dung nghiên cứu Hình biểu diễn phân bố cường độ chịu kéo gián tiếp tổ mẫu cấp phối BTNC19 có nguồn gốc đá dăm ba tỉnh Kết cho thấy, cường độ chịu kéo gián tiếp tổ mẫu BTNC ba tỉnh tương đương nhiệt độ thấp 25°C Khi nhiệt độ lớn nhiệt độ thiết kế tiêu chuẩn (từ 60°C đến 75°C), lấy cường độ kéo gián tiếp loại hỗn hợp mức nhiệt độ mẫu 60°C để so sánh tỷ lệ giảm cường độ chịu kéo gián tiếp tổ mẫu BTNC sử dụng đá nguồn gốc QT có phần trăm suy giảm (16.2%) nhiều so với hai loại BTNC sử dụng đá có nguồn gốc QB TTH (lần lượt 12.5%, 8.73%) Điều cho thấy nguồn gốc vật liệu (tính chất lý đá) có ảnh hưởng đến cường độ BTNC có đề cập nghiên cứu Ahlrich (1996), Zaniewski Srinivasan (2004), Stakston Bahia (2003) Để đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến cấp phối, tổ hợp mẫu cấp phối BTNC19 BTNC12.5 với nguồn gốc cốt liệu có tính chất tương tự TTH QB sử dụng để phân tích Trên Hình cho thấy tổ mẫu BTNC19 có cường độ chịu kéo gián tiếp 1277 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 thí nghiệm số thấp tổ mẫu BTNC12.5 Điều cho thấy có ảnh hưởng rõ nhiệt độ cấp phối đến cường độ chịu kéo gián tiếp hỗn hợp BTNC Điểm đáng ý điều kiện bất lợi cường độ BTNC 12.5 trì cường độ cao BTNC19 Điều lần cho thấy khả thích ứng tốt BTNC12.5 trước biến đổi điều kiện nhiệt độ Để đánh giá ổn định BTNC chịu ép mặt điều kiện nhiệt độ cao, thí nghiệm mẫu nén dọc trục sử dụng tổ hợp mẫu cấp phối BTNC12.5 QT QB sử dụng để phân tích Kết Hình cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ chịu nén dọc trục mẫu trụ tương đồng với hai loại nguồn gốc đá có tính chất khác Điều cho thấy khả chịu nén ép tải trọng trục xe với cấp phối với hai loại đá tương tự Cường độ kéo gián tiếp (kPa) 700 640 638 626 QT_BTNC19 600 TTH_BTNC19 500 QB_BTNC19 411 385 400 281 300 237 223 180 200 188 124 109 100 25 45 60 75 Nhiệt độ (oC) Hình Phân bố cường độ chịu kéo gián tiếp hỗn hợp BTNC 19 Thí nghiệm số Độ suy giảm ứng suất (%) 100 90 TTH_BTNC19 80 QB_BTNC19 70 TTH_BTNC12.5 60 QB_BTNC12.5 50 40 30 20 10 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Nhiệt độ (oC) Hình Độ suy giảm cường độ chịu kéo giá tiếp hai cấp phối BTNC Thí nghiệm số 1278 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 Cường độ nén UC (MPa) 3,0 2,8 QB_BTNC12.5 2,6 QT_BTNC12.5 2,4 QT_BTNC12.5 2,2 QT_BTNC12.5 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 25 45 60 75 Nhiệt độ (oC) Hình Cường độ mẫu nén dọc trục BTNC12.5 theo cấp nhiệt độ với đá nguồn gốc QT QB 3.2 Ảnh hưởng điều kiện nhiệt ẩm Ngoài tác động yếu tố nhiệt độ, AĐM khu vực BTB hứng chịu tượng mưa lớn dài ngày, ngập lụt diện rộng mưa bão bất thường Trong điều kiện đó, lỗ rỗng q trình thi công lu lèn không đạt độ chặt thiết kế tồn rạn nứt tế vi co ngót nhiệt hay tải trọng trục xe gây tượng kéo uốn, đẩy trồi, AĐM thường bị nước ẩm xâm nhập làm cho liên kết màng bittum với cốt liệu yếu đi, đặc biệt vị trí bị khuyết tật màng bittum bị thủng gián đoạn Hình 6.a Dưới áp lực bề mặt bánh xe, nước bị bánh xe dồn ép vào khe nứt tạo nêm thuỷ lực, làm áp lực lỗ rỗng gia tăng công phá tạo khe nứt mới, dẫn đến vật liệu BTNC bị phân rã Hình 6.b Khi bánh xe qua gần hút nước vật liệu BTN bị phân rã khỏi khe nứt gây mát vật liệu làm xuất hiện tượng hư hỏng ổ gà, tách lớp hay rỗ tổ ong mặt đường (Hình 6.c) Khi đó, mặt đường xuống cấp nhanh chóng tác dụng tải trọng trục xe Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng điều kiện tạo ẩm nội dung quan trọng thứ hai cần giải Hình Mơ tả chế hư hỏng AĐM ẩm, nước mặt áp lực bánh xe (a) Sự có mặt nước BTN (b) Mô chế làm mát vật liệu áp lực bánh xe (c) Hình ảnh minh họa thực tế tượng mát vật liệu (ổ gà) Hình biểu diễn đại diện kết thí nghiệm tổ mẫu hai cấp phối hỗn hợp BTNC với nguồn cốt liệu khác theo thời gian tác động điều kiện nhiệt ẩm Một cách tương tự, tổ mẫu QT_BTNC cho thấy cường độ chịu kéo gián tiếp cao tổ mẫu TTH_BTNC QB_BTNC hai cấp phối hỗn hợp, thể độ suy giảm cường độ chịu kéo gián tiếp mạnh điều kiện nhiệt ẩm bất lợi (từ 72 đến 120 giờ) Điều phù hợp với nghiên cứu BTNC sử dụng đá hoa cương có độ suy giảm cường độ điều kiện ngập nước lớn nhiều so với việc sử dụng loại cốt liệu đá 1279 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 dăm có nguồn gốc đá trầm tích nghiên cứu Schwartz cs (2002), Altan Sebnem (2012) Điều đáng ý điều kiện nhiệt ẩm cao, BTNC19 tiếp tục cho thấy ổn định so với cấp phối BTNC12.5 cường độ chịu kéo gián tiếp độ suy giảm cường độ chịu kéo gián thời gian nhiệt ẩm Điều hỗn hợp BTNC19 có độ ổn định cấu trúc cốt liệu thấp hỗn hợp BTNC12.5 Sự ổn định bắt nguồn từ hình thành khung cốt liệu thô với phân bố hạt có đường kính lớn hỗn hợp BTNC19 khó đồng Kéo theo phân bố cốt liệu nhỏ đặc biệt chất kết dính khơng đồng Vì vậy, điều kiện nhiệt ẩm thí nghiệm, khung cốt liệu hỗn hợp BTNC19 truyền tải đồng đều, dễ gây ứng suất cục dễ tạo điều kiện cho nước xâm nhập tác động làm giảm khả liên kết bề mặt hạt cốt liệu thơ có đường kính lớn Hiện tượng có dịp diễn mạnh BTNC19 làm việc điều kiện nhiệt ẩm cao phân tích Đặc biệt, khả nước bề mặt BTNC19 BTNC12.5 tạo điều kiện để áp lực nước tiếp xúc mặt đường bánh xe có tải trọng trục lớn công phá bề mặt đường mạnh đề cập Để đánh giá ổn định BTNC chịu nén ép mặt điều kiện nhiệt ẩm, thí nghiệm mẫu nén dọc trục UC sử dụng tổ hợp mẫu cấp phối BTNC2.5 QT QB có tính chất lý hóa khác biệt sử dụng để phân tích Kết Hình cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ chịu nén dọc trục mẫu trụ khác biệt Điều cho thấy khả chịu nén ép tải trọng trục xe cấp phối với hai loại đá có tính chất khác khác Cường độ kéo gián tiếp (kPa) 450 400 QT_BTNC19 383 TTH_BTNC19 341 350 QB_BTNC19 334 QB_BTNC12.5 300 259 241 250 200 218 204 189 180 184 161 162 155 157 150 141 140 100 50 24 72 120 Thời gian nhiệt ẩm (giờ) Hình Phân bố cường độ chịu kéo gián thời gian nhiệt ẩm Thí nghiệm số Cường độ nén UC (MPa) 3,0 2,8 QB_BTNC12.5 2,6 QT_BTNC12.5 2,4 2,2 QB_BTNC12.5 2,0 QT_BTNC12.5 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 40 phút 24 72 120 Thời gian ngâm mẫu (giờ) Hình Cường độ mẫu nén UC BTNC12.5 theo cấp thời gian nhiệt ẩm với đá nguồn gốc QT QB 1280 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 3.3 Quy trình nâng cao chất lượng đường bê tơng nhựa Trên sở quy định hành thiết kế, thi công nghiệm thu đường bê tông nhựa kết đánh giá ảnh hưởng không nhỏ điều kiện môi trường nêu trên, báo trình bày đề xuất quy trình nâng cao chất lượng tổng thể gồm bước Bảng Quy trình đồng thời đề cập việc tiếp cận, áp dụng nguyên tắc xây dựng tinh gọn (Lean Construction) tiếp cận áp dụng quy trình “Mơ hình thơng tin cơng trình” BIM liên quan tới việc tạo lập quản lý đặc trưng kỹ thuật số khâu thiết kế, thi công vận hành cơng trình) Liên quan đến nghiên cứu này, Bước 2, thông số đầu vào phục vụ thi công ý điểm sau Bảng Quy trình tổng thể nâng cao chất lượng đường bê tông nhựa TT Nội dung thực B.1 Nâng cao lực đội ngũ Chuyên môn, kinh nghiệm Tác phong, phương pháp làm việc Công tác khảo sát Giám sát: quy trình, kết quả, lực Thơng số đầu vào phục vụ thi cơng Thí nghiệm tiêu lý, hóa học vật liệu Thơng số đầu vào phục vụ thiết kế Công tác thiết kế Giám sát: Hồ sơ thiết kế, thẩm định lực Tiêu chuẩn kỹ thuật, giải pháp thiết kế Kiểm tra số liệu đầu vào thiết kế Thiết kế kỹ thuật, dự toán (cấp hạng, kết cấu, cấp phối…), vận dụng quy trình BIM Chỉ dẫn kỹ thuật thi cơng Cơng tác thi cơng Giám sát: quy trình, chất lượng, lực Thẩm định điều kiện thi công, phù hợp hồ sơ thiết kế với thực tế Xây dựng quy trình quản lý chất lượng, vận dụng nguyên tắc Lean Construction (sản xuất vật liệu, thi công) Thi công điểm đánh giá Công tác quản lý- khai thác Kiểm soát tải trọng, lưu lượng xe Bảo dưỡng, sửa chữa, bảo trì Ý thức, thói quen tham gia giao thông B.2 B.3 B.4 B.5 CĐT Đơn vị chịu trách nhiệm TV ĐV TV ĐV QL TK TC GS TN NN x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x TG GT x x x x x x x x x Ghi chú: CĐT: Chủ đầu tư; TVTK: Tư vấn thiết kế; TVGS: Tư vấn giám sát; ĐVTC: Đơn vị thi công; ĐVTN: Đơn vị thí nghiệm; QLNN: Quản lý nhà nước; TGGT: Tham gia giao thông 1281 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 Điều kiện môi trường bao gồm nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, tốc độ gió, đặc điểm bề mặt thảm… Đây thông số xưa chưa coi trọng mức Tuy nhiên, với vật liệu BTNC tác động yếu tố môi trường vô quan trọng cần giám sát nghiêm ngặt Hỗn hợp nhiệt, không đảm bảo nhiệt độ dẫn đến độ chặt không đảm bảo tạo hội để nước mưa xâm nhập Dưới tác động tải trọng trục xe lớn phá hoại mặt đường nhanh yêu cầu thiết kế đưa Điều kiện phục vụ thi công bao gồm thông tin thiết bị phục vụ thi công, cung ứng hỗn hợp từ trạm trộn đến công trường Thông tin trạm trộn nguồn nguyên liệu, đồng đều/tỷ lệ hỗn hợp mẻ trộn, nhiệt độ khối hỗn hợp vật liệu BTNC thảm… đơn vị thường quan tâm Tuy nhiên, việc có vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết bị, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng AĐM Về thực tế tính chất liên quan đến độ nhạy cảm với điều kiện mơi trường nhiệt độ, lượng mưa, tính chất hóa học vật liệu ảnh hưởng liên kết dạng hấp thụ hay hấp phụ lẫn thường không quan tâm mức Cũng liên quan đến nghiên cứu này, Bước 4, công tác kiểm tra điều kiện thi công, phù hợp hồ sơ thiết kế so với thực tế thời điểm thi công quan trọng Điều kiện môi trường nhiệt độ, độ ẩm, khả nước, gió…Với vật liệu BTN, điều kiện có ảnh hưởng lớn đến chất lượng thi công BTN điều kiện chưa nhận quan tâm, đánh giá, xem xét cụ thể chặt chẽ quy trình quản lý chất lượng xây dựng đường KẾT LUẬN Kết nghiên cứu đưa số kết luận sau: Trong điều kiện nhiệt độ cao điều kiện tiêu chuẩn quy trình thiết kế BTNC hành (60oC), hai cấp phối BTNC12.5 BTNC 19 cho thấy ổn định rõ ràng Vì vậy, việc xem xét nâng nhiệt độ tiêu chuẩn cho điều kiện bất thường thiết kế cần thiết Trong thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện nhiệt ẩm cao, cấp phối BTNC12.5 cho thấy ổn định với thời tiết tốt cấp phối BTNC 19 Về tính chất lý đá dăm nghiên cứu này, ứng xử BTNC 12.5 sử dụng đá vôi tốt đá hoa cương điều kiện nhiệt ẩm cao phù hợp cho lớp tầng mặt Kết sở quan trọng việc lựa chọn cấp phối áp dụng cho lớp mặt AĐM địa phương có điều kiện thời tiết bất thường cục góp phần xây dựng quy trình nâng cao chất lượng đường bê tơng nhựa hồn chỉnh LỜI CẢM ƠN Tác giả chân thành cảm ơn hỗ trợ tài Bộ Giáo dục Đào tạo cho đề tài “Nghiên cứu chế hư hỏng đường bê tơng nhựa điều kiện khí hậu Bắc Trung Bộ đề xuất giải pháp ngăn ngừa tác hại”, mã số B2016-DHH-07 1282 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bộ Khoa học Công nghệ (02/6/2015) Nhiệt độ tháng năm phá vỡ hàng loạt kỷ lục http://vnexpress.net Bộ GTVT (26/3/2014) Hướng dẫn áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế thi cơng mặt đường bê tơng nhựa nóng tuyến đường tơ có quy mơ giao thông lớn Số 858/QĐ-BGTVT Nguyễn Quang Chiêu (2005) Nhựa đường loại mặt đường nhựa Hà Nội: NXB Xây dựng Đài truyền hình kỹ thuật số (27/12/2016) Quốc lộ nghìn tỷ chi chít “ổ gà” sau năm thơng xe http://baomoi.press Phạm Duy Hữu, Vũ Đức Chính, Đào Văn Đông, Nguyễn Thanh Sang (2015) Bê tông Asphalt NXB Giao thông vận tải Nguyễn Ngọc Lân (2013) Nghiên cứu đánh giá hư hỏng mặt đường bê tông Asphalt có liên quan đến xơ dồn nứt trượt số quốc lộ Việt Nam Tạp chí Giao thơng vận tải Liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam (15/6/2015) Đường lún nắng nóng: Ai chịu tội thay ông trời? Khai thác từ: http://baodatviet.vn MONRE (2012) Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Bộ TNMT, VN Nguyễn Thống Nhất Trần Văn Thiện (2014) Một số nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa phổ biến Nam hướng giải Tạp chí Giao thơng vận tải TCN: 22TCN 211- 06 Áo đường mềm – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ GTVT, VN TCVN 8819-2011 Mặt đường bê tơng nhựa nóng-u cầu thiết kế thi cơng Bộ GTVT, VN Viện kỹ thuật xây dựng hạ tầng (02/8/2014) Hiện tượng lún vệt bánh xe mặt đường BTN Nguyên nhân giải pháp khắc phục Khai thác từ: http://www.cei.com.vn Tài liệu tiếng nước Ahlrich R C (1996) Influence of Aggregate Gradation and Particle Shape/Texture on Permanent Deformation of Hot Mix Asphalt Pavements Army Engineer Waterways Experiment Station Vicksburg MS Geotechnical Lab Altan Y., Sebnem S (2012) "Water effect on deteriorations of asphalt pavements" The Online Journal of Science and Technology, 2(1), 84-89 Schwartz C W., Gibson N., and Schapery R A (2002) "Time–temperature superposition for asphalt concrete at large compressive strains" Transportation Research journal, 1789, 101-112 Shuang C., Bamber R K B., Anthony J K (2014) Durability of asphalt mixtures: Effect of aggregate type and adhesion promoters International Journal of Adhesion & Adhesives, 54, 100-111 Stakston A D., Bahia H (2003) The Effect of Fine Aggregate Angularity, Asphalt Content and Performance Graded Asphalts on Hot Mix Asphalt Performance University of Wisconsin – Madison, Submitted to Wisconsin Department of Transportation, Highway Research Study 0092-45-98 Thanakorn C., Suched L (2009) "Temperature shift function of asphaltic concrete for pavement design in tropical countries" The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 2(3), 246-254 Zaniewski J P., and Srinivasan G (2004) Evaluation of Indirect Tensile Strength to Identify Asphalt Concrete Rutting Potential Asphalt Technology Program, Department of Civil and Environmental Engineering, West Virginia University 1283 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 ENVIRONMENTAL CONDITION – AFFECTS AND PROPOSED SOLUTION TO ENHANCE ASPHALT PERFORMANCE Pham Viet Hung*, Ngo Quy Tuan, Nguyen Thi Thanh, Tran Duc Hanh, Nguyen Quoc Huy, Le Minh Duc, Dao Van Phu Hue University – University of Agriculture and Forestry *Contact email: phamviethung@huaf.edu.vn ABSTRACT The phenomenon of rapid deterioration of asphalt pavement subjedted to heavy traffic volume in recent years in Vietnam in general and in the North Central Region of the country in particular has made the urgent need to study comprehensively the factors affecting the behavior of asphalt concrete surface according to weather conditions in each region There are several reasons affected on the asphalt performance One of the factors is the extreme environmental conditions By experiment research, the paper will provide evidence that the proper asphalt gradation adapts to extreme environmental conditions in the North Central In additionally, a solution to enhance asphalt performance is proposed based on the experimental results that help regulatory agencies, design and construction firms make asphalt concrete reference and make the right decisions Key words: asphalt concrete, gradation, temperature, moisture Received: 17th March 2019 1284 Reviewed: 20th March 2019 Accepted: 31st March 2019 ... 3.3 Quy trình nâng cao chất lượng đường bê tông nhựa Trên sở quy định hành thiết kế, thi công nghiệm thu đường bê tông nhựa kết đánh giá ảnh hưởng không nhỏ điều kiện môi trường nêu trên, báo trình. .. Quy trình tổng thể nâng cao chất lượng đường bê tông nhựa TT Nội dung thực B.1 Nâng cao lực đội ngũ Chuyên môn, kinh nghiệm Tác phong, phương pháp làm việc Cơng tác khảo sát Giám sát: quy trình, ... trình bày đề xuất quy trình nâng cao chất lượng tổng thể gồm bước Bảng Quy trình đồng thời đề cập việc tiếp cận, áp dụng nguyên tắc xây dựng tinh gọn (Lean Construction) tiếp cận áp dụng quy trình