Nghiên cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị

2. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu đánh giá ưu điểm, những tồn tại của công tác thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500. Từ những phân tích, đánh giá đề xuất những kiến nghị cho công tác quản lý, tổ chức thi công lớp BTN mặt đường cấp cao với những điều kiện tương tự.3. Đối tượng nghiên cứuĐối tượng nghiên của đề tài là nghiên cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500.4. Phạm vi nghiên cứuPhạm vi nghiên cứu của đề tài là lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500.5. Phương pháp nghiên cứuPhương pháp nghiên cứu là nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết kết hợp với đánh giá trong quá trình quản lý và giám sát thi công.6. Kết cấu của luận vănNgoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn kết cấu gồm 3 chương:Phần Mở đầuChương 1. Nghiên cứu tổng quan về bê tông nhựa và kết cấu mặt đường bê tông nhựa;Chương 2. Phân tích nguyên nhân, thực trạng phá hoại kết cấu mặt đường bê tông nhựa và giải pháp khắc phục;Chương 3. Phân tích đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500.Kết luận và kiến nghị.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - PHẠM VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP BÊ TÔNG NHỰA MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ ĐOẠN QUA TỈNH QUẢNG TRỊ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô đường thành phố Mã số: 60.58.02.05.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGSTS NGUYỄN QUANG PHÚC HÀ NỘI, 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn khoa học PSGTS NGUYỄN QUANG PHÚC Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác.Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên PHẠM VĂN THÀNH ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu thực hiện, đến luận văn Thạc sĩ kỹ thuật: “Nghiên cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ đoạn qua tỉnh Quảng Trị” hoàn thành thời hạn đảm bảo đầy đủ yêu cầu đặt đề cương phê duyệt Để hoàn thành luận văn, học viên nhận nhiều giúp đỡ thầy cô hướng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng hành, cho phép sử dụng tài liệu công bố đơn vị quản lý đường tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu, em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô, bạn đồng nghiệp Đặc biệt đến người thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Quang Phúc – Bộ môn Đường - Trường ĐHGT Vận tải Hà Nội tận tình giúp đỡ trình nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp Trong khuôn khổ thời gian tiến hành luận văn thạc sỹ Khoa học kỹ thuật, chưa hẳn giải triệt để hoàn thiện đầy đủ vấn đề đặt Chính vậy, em nghiêm túc tiếp thu ý kiến đóng góp nhà khoa học, thầy cô bạn đồng nghiệp Cuối xin cảm ơn đến gia đình động viên, khuyến khích tạo điều kiện cho giúp đỡ tốt suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2020 Học viên PHẠM VĂN THÀNH iii MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix PHẦN MỞ ĐẦU 11 1.Tính cấp thiết đề tài .11 Mục tiêu đề tài 12 Đối tượng nghiên cứu 12 Phạm vi nghiên cứu .12 Phương pháp nghiên cứu 13 Kết cấu luận văn 13 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG NHỰA VÀ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 14 1.1 Khái niệm bê tông nhựa 14 1.1.1 Xu hướng sử dụng bê tông nhựa Việt Nam Thế giới .15 1.1.1.1 Xu hướng Thế giới 15 1.1.1.2 Xu hướng Việt Nam 15 1.1.2 Phân loại bê tông nhựa 17 1.1.3 Cấu trúc bê tông nhựa .18 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa .19 1.2 Các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa .20 1.2.1 Phương pháp Marshall 20 1.2.2 Phương pháp Superpave 23 1.3 Kết cấu mặt đường bê tông nhựa .29 1.3.1 Khái niệm kết cấu áo đường mềm 29 1.3.2 Giới thiệu điển hình kết cấu áo đường mềm 30 1.3.3 Cấu tạo kết cấu áo đường mềm 30 1.3.3.1 Sơ đồ bố trí lớp kết cấu mặt đường bê tông nhựa .30 2.3.3.2 Yêu cầu kết cấu mặt đường bê tông nhựa 32 1.3.4 Kết cấu áo đường mềm phổ biến công nghệ thi công Việt Nam .32 1.3.4.1 Kết cấu áo đường mềm phổ biến .32 iv 1.3.4.2 Công nghệ thi công lớp kết cấu mặt đường 37 1.3.4.3 Công tác tu, bảo dưỡng kết cấu áo đường mềm 38 1.3.5 Các phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường bê tông nhựa 38 1.3.5.1 Phương pháp theo 22TCN211-06 [7] 42 1.3.5.2 Phương pháp theo AASHTO1993 (22TCN274-01) [6] 47 1.5.3.3 Phân tích kết cấu tăng cường theo học thực nghiệm 51 1.4 Kết luận chương .54 CHƯƠNG PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, THỰC TRẠNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 56 2.1 Đặt vấn đề 56 2.2 Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa phương hướng khắc phục [19] 56 2.2.1 Nứt mỏi .56 2.2.2 Nứt nhiệt độ thấp 58 2.2.3 Nứt dọc .59 2.2.4 Nứt ngang 60 2.2.5 Nứt lưới lớn dạng khối 61 2.2.6 Nứt phản ánh .62 2.2.7 Nứt trượt 63 2.2.8 Lún vệt bánh xe 64 2.2.9 Bong bật 66 2.2.10 Vết vá mặt đường/Ổ gà 67 2.2.11 Chảy nhựa 68 2.3 Nguyên nhân phá hoại kết cấu giải pháp khắc phục mặt đường BTN .69 2.3.1 Nguyên nhân phá hoại kết cấu 69 2.3.1.1 Nguyên nhân nhiệt độ khơng khí cao 69 2.3.1.2 Nguyên nhân tải trọng xe lưu lượng xe 70 2.3.1.3 Nguyên nhân công tác khảo sát thiết kế 71 2.3.1.4 Nguyên nhân công tác thi công 72 2.3.1.5 Nguyên nhân tải trọng vượt phương tiện 73 2.3.2 Giải pháp khắc phục 74 v 2.3.2.1 Thiết kế kết cấu mặt đường 74 2.3.2.2 Lựa chọn lớp mặt đường BTN 75 2.3.2.3 Đảm bảo chất lượng thi công 76 2.3.2.4 Quản lý khai thác đường hợp lý 78 2.4 Kết luận chương .78 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THI CƠNG LỚP BÊ TÔNG NHỰA MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ ĐOẠN QUA TỈNH QUẢNG TRỊ TỪ KM717+100 – KM791A+500 80 3.1 Tổng quan dự án QL1A đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 đến Km791A+500 80 3.2 Đánh giá thiết kế kết cấu mặt đường QL1A đoạn qua tỉnh Quảng Trị Km717+100 - Km791A+500 83 3.2.1 Phân tích đánh giá công tác thiết kế kết cấu mặt đường dự án 84 3.2.1.1 Một số vấn đề tồn khâu thiết kế kết cấu áo đường 84 3.2.1.2 Phân tích đáp ứng kết cấu mặt đường tính theo AASHTO 1998 .85 3.2.2 Kết luận 88 3.3 Đánh giá thiết kế hỗn hợp BTN dự án 89 3.3.1 Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa .89 3.3.1.1 Giai đoạn thiết kế sơ .89 3.3.3.2 Giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh 90 3.3.3.3 Phê duyệt công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa 91 3.3.2 Kết thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa dự án 92 3.3.3 Phân tích, đánh giá cơng tác thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa dự án 98 3.3.4 Đánh giá thiết kế mác nhựa theo PG (Superpave) 104 3.3.4.1 Chọn mác nhựa đường PG theo điều kiện nhiệt độ 105 3.3.4.2 Điều chỉnh mác nhựa theo mức lưu lượng xe đặc tính dịng giao thơng 113 3.3.4.3 Kết luận 116 3.4 Công tác thi cơng bê tơng nhựa kiểm sốt chất lượng bê tông nhựa 117 vi 3.4.1 Kết thi công thảm thử .117 3.4.2 Đánh giá công nghệ thi công mặt đường bê tông nhựa phương pháp thống kê 117 3.4.2.1 Lý thuyết kiểm sốt q trình thi cơng BTN biểu đồ kiểm tra [17] 117 3.4.2.2 Đánh giá đồng hàm lượng nhựa độ rỗng dư hỗn hợp 121 3.4.2.3 Đánh giá đồng tiêu Marshall trình thi công 123 3.4.2.4 Đánh giá đồng mẫu khoan trường trình thi công 127 3.5 Đánh giá chất lượng mặt đường BTN sau đưa vào khai thác sử dụng 134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .137 Kết luận 137 Kiến nghị .138 TÀI LIỆU THAM KHẢO .140 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ AASHTO Hiệp hội người làm đường vận tải Mỹ ASTM Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu Mỹ BN Chỉ số bitum bột khoáng BTN Bê tông nhựa BTNC Bê tông nhựa chặt BTNR Bê tông nhựa rỗng BTXM Bê tông xi măng CPĐD Cấp phối đá dăm KCAĐ Kết cấu áo đường EN Tiêu chuẩn châu âu GTVT Giao thông vận tải HLVBX Hằn lún vệt bánh xe Max Giá trị lớn Min Giá trị nhỏ NCHRP National cooperation highway reseach program QL Quốc lộ TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Số liệu mạng lưới đường Việt Nam theo vật liệu lớp mặt đường 16 Bảng 1.2 Phân loại bê tơng nhựa nóng [11] 17 Bảng 1.3 Yêu cầu BTN theo Marshall 21 Bảng 1.4 Cấp phối cốt liệu BTN theo Marshall 22 Bảng 1.5 Cấp phối hỗn hợp Superpave .25 Bảng 1.6 Khống chế hỗn hợp bê tông nhựa 25 Bảng 1.7 Yêu cầu cốt liệu 26 Bảng 1.8 Điều chỉnh mác nhựa theo điều kiện giao thông 27 Bảng 1.9 Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn 44 Bảng 1.10 Hệ số tải trọng tương đương khuyến cáo tiêu chuẩn 22TCN 274-01 51 Bảng 2.1 So sánh nhựa đường thông thường Multiphalte 76 Bảng 3.1 Kết cấu áo đường phê duyệt dự án QL1A đoạn qua địa phận tỉnh Quảng Trị 81 Bảng 3.2 Các hệ số tải trọng trục tương đương dùng Việt Nam [1] .84 Bảng 3.3a Số liệu khảo sát xe QL1A đoạn qua địa phận tỉnh Quảng Trị 85 Bảng 3.3b Bảng xác định tổng số ESAL’s cho thời hạn phục vụ [20] .86 Bảng 3.4 Nhiệt độ trung bình tồn tỉnh Quảng Trị thời kỳ 1999 - 2018 (oC) 105 Bảng 3.5 Lọc số liệu nhiệt độ tính tốn tồn tỉnh thời kỳ 1999 - 2018 (oC) .106 Bảng 3.6 Nhiệt độ khơng khí cao, thấp năm - trạm quan trắc tỉnh Quảng Trị 106 Bảng 3.7 Kết phân tích nhiệt độ khí tượng tỉnh Quảng Trị 111 Bảng 3.8 Kết tính tốn mác nhựa PG theo LTPP trạm khí tượng tỉnh Quảng Trị 111 Bảng 3.9 Lựa chọn mác nhựa PG mức lưu lượng xe tốc độ dịng xe lưu thơng 113 Bảng 3.10 Bảng xác định tổng số ESAL’s cho thời hạn 20 năm 114 Bảng 3.11 Hàm lượng nhựa độ rỗng dư bê tơng nhựa q trình thi công 121 Bảng 3.12 Kết tiêu Marshall trình thi cơng 123 Bảng 3.13 Tập hợp kết tiêu Marshall mẫu khoan độ chặt q trình thi cơng 128 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các cốt liệu đá với độ góc cạnh lớn, phù hợp cho BTN theo quy định Superpave 25 Hình 1.3 Đánh giá cấp nhựa đường theo nguồn dầu 27 Hình 1.4 So sánh mẫu Superpave (bên trái) mẫu Marshall (bên phải) 28 Hình 1.5a Máy đầm Gyratory chế bị mẫu thí nghiệm .29 Hình 1.5b Thí nghiệm độ hằn lún vệt bánh xe 29 Hình 1.6 Sơ đồ tầng, lớp kết cấu mặt đường mềm [7] 31 Hình 1.7 Thống kê phương pháp thiết kế áo đường mềm FHWA [16] .40 Hình 1.8 Đoạn thử nghiệm AASHO 1958-1960 [17] 41 Hình 1.9 Trình tự thiết kế KCAĐ mềm theo học – thực nghiệm 42 Hình 1.10 Trình tự thiết kế theo MEPDG 52 Hình 1.11 Phần mềm học – thực nghiệm MEPDG 1.1 53 Hình 1.12 Giao diện phần mềm SW-1 Viện Asphalt 54 Hình 2.1 Nứt mỏi mặt đường bê tông nhựa .57 Hình 2.2 Nứt nhiệt độ thấp 59 Hình 2.3 Nứt dọc mặt đường .59 Hình 2.4 Vết nứt ngang mặt đường mức độ nhẹ .61 Hình 2.5 Lở mép, nứt lưới dạng nhẹ, vệt lún bánh xe .62 Hình 2.6 Nứt phản ánh 63 Hình 2.7a Nứt trượt dọc 63 Hình 2.7b Nứt trượt ngang 64 Hình 2.8 Lún vệt bánh xe 65 Hình 2.9 bong bật mặt đường 66 Hình 2.10 Nứt lưới dạng nặng, mặt đường bị bong tróc ổ gà 68 Hình 2.11 Chảy nhựa 69 Hình 2.12 Quan hệ nhiệt độ khơng khí với nhiệt độ loại áo đường [18] .69 Hình 2.13 Mơ hình tương tác nhiệt độ kết cấu áo đường [18] 70 Hình 2.14 Ảnh hưởng tải trọng bánh xe đến lún vệt hằn bánh xe [11] 71 Hình 2.15 Biểu đồ ứng suất cắt trượt theo chiều sâu [11] 73 Hình 2.16 Lún vệt bánh xe nút giao thơng nơi có xe nặng lưu thơng lực ngang phát sinh điều kiện tăng, giảm tốc xe nặng 74 Hình 3.1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Trị 82 Hình 3.2 Sơ đồ lỗ rỗng thành phần hỗn hợp BTN đầm chặt 101 Hình 3.3 Kiểm tra dạng phân phối nhiệt độ trạm Quảng Trị 108 Hình 3.4 Biểu đồ hàm mật độ phân phối nhiệt trạm Quảng Trị .108 Hình 3.5 Mác nhựa theo nhiệt độ, R=98% [16] .112 Hình 3.6 Nhiều đoạn HLVBX Quốc lộ 1A đoạn từ Km 756+750 + Km769+947 115 Hình 3.7 HLVBX Trạm thu phí Đơng Hà Km752+300 116 Hình 3.8 Các loại kiểm tra dùng đồ thị kiểm sốt [17] 119 Hình 3.9 Biểu đồ kiểm soát hàm lượng nhựa mẫu hot bin theo ngày thi cơng 122 Hình 3.10 Biểu đồ kiểm soát độ rỗng dư mẫu hot bin theo ngày thi cơng .122 Hình 3.11 Biểu đồ phân bố độ ổn định Marshall q trình thi cơng (mẫu phòng) 125 127 Xbar Chart of Độ ổn định lại % 0.84 1 0.83 Độ ổn định lại (%) +3SL=0.81646 UCL=0.81646 +2SL=0.81314 +1SL=0.80982 X=0.80650 -1SL=0.80318 -2SL=0.79986 LCL=0.79654 0.82 0.81 0.80 0.79 -3SL=0.79654 0.78 0.77 0.76 0.75 11 13 15 17 Thứ tự ngày quan sát Hình 3.15 Biểu đồ phân bố độ ổn định còn lại q trình thi cơng (mẫu phòng) Hình 3.15 biểu đồ kiểm sốt q trình thay đổi độ độ ổn định lại 18 ngày, ngày lấy số liệu với giá trị trung bình độ ổn định lại 80,65 độ lệch chuẩn σ=0,33 Q trình khơng đảm bảo u cầu, ngày 2,3,5,8 độ ổn định lại vượt giới hạn UCL; ngày 7,10,18 độ ổn định lại xuống giá trị LCL; ngày độ ổn định lại ngày liên tiếp nằm phạm vi 1σ phía đường trung tâm; ngày 13,15 độ ổn định lại ngày liên tiếp nằm phạm vi 1σ phía đường trung tâm 3.4.2.4 Đánh giá đồng mẫu khoan trường trình thi công Bảng 3.13 Tập hợp kết tiêu Marshall mẫu khoan độ chặt trình thi công TT Ngày 04/08/2014 04/08/2014 04/08/2014 05/08/2014 05/08/2014 Độ ổn định Marshall mẫu khoan 40min (kN) 8,12 8,06 7,90 8,05 7,76 Độ dẻo Marshall mẫu khoan 40min (mm) 3,20 3,40 3,50 3,60 3,40 Độ rỗng dư trường (%) Độ chặt trường (%) 4,48 4,45 4,46 4,51 4,55 98,53 98,06 98,30 98,04 98,29 128 TT Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 05/08/2014 06/08/2014 06/08/2014 06/08/2014 14/08/2014 14/08/2014 14/08/2014 15/08/2014 15/08/2014 15/08/2014 18/08/2014 18/08/2014 18/08/2014 19/08/2014 19/08/2014 19/08/2014 20/08/2014 20/08/2014 20/08/2014 23/08/2014 23/08/2014 23/08/2014 25/08/2014 25/08/2014 25/08/2014 28/08/2014 28/08/2014 28/08/2014 02/09/2014 02/09/2014 02/09/2014 05/09/2014 05/09/2014 05/09/2014 09/09/2014 09/09/2014 09/09/2014 14/09/2014 14/09/2014 14/09/2014 Độ ổn định Marshall mẫu khoan 40min (kN) 7,93 8,05 8,05 7,76 8,09 8,42 8,20 7,76 7,93 7,80 8,01 7,64 7,58 8,14 7,02 7,66 7,99 7,41 8,43 7,59 7,76 7,65 8,14 7,02 7,66 7,19 7,56 7,31 7,99 7,41 8,43 7,76 7,99 8,12 8,06 7,90 8,05 8,05 7,76 7,93 Độ dẻo Marshall mẫu khoan 40min (mm) 3,00 3,60 3,60 3,40 3,50 3,30 3,50 3,40 3,00 3,10 3,20 3,50 3,40 3,60 3,50 3,40 3,20 3,50 3,20 3,30 3,40 3,20 3,60 3,50 3,40 3,70 3,80 3,40 3,20 3,50 3,20 3,50 3,40 3,20 3,40 3,50 3,60 3,60 3,40 3,00 Độ rỗng dư trường (%) Độ chặt trường (%) 4,53 4,51 4,52 4,56 4,60 4,62 4,63 4,42 4,45 4,46 4,66 4,61 4,64 4,59 4,57 4,56 4,92 4,63 4,67 4,49 4,50 4,48 4,51 4,52 4,50 4,60 4,67 4,65 4,49 4,48 4,46 4,55 4,56 4,54 4,61 4,60 4,59 4,70 4,72 4,69 98,15 98,36 98,31 98,05 98,16 97,98 98,08 98,39 98,41 98,05 98,10 98,30 98,03 98,56 98,25 98,28 98,31 98,30 98,50 98,13 98,24 98,10 98,60 98,30 98,45 98,40 98,29 98,22 98,26 98,33 98,41 98,46 98,25 98,14 98,40 98,35 98,54 98,24 98,46 98,70 129 TT Ngày 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 18/09/2014 18/09/2014 18/09/2014 20/09/2014 20/09/2014 20/09/2014 22/09/2014 22/09/2014 22/09/2014 21/09/2014 00/01/1900 00/01/1900 Độ ổn định Marshall mẫu khoan 40min (kN) 7,80 7,76 7,76 7,85 7,74 8,09 8,42 8,20 8,42 8,30 8,38 7,89 Độ dẻo Marshall mẫu khoan 40min (mm) 3,10 3,30 3,30 3,20 3,40 3,50 3,30 3,50 3,10 3,20 3,40 3,30 Độ rỗng dư trường (%) Độ chặt trường (%) 4,80 4,80 4,85 4,53 4,52 4,56 4,52 4,51 4,49 4,83 4,81 4,85 98,55 98,61 98,89 98,21 98,49 99,02 98,94 98,47 98,18 98,62 98,87 98,77 Xbar Chart of Độ ổn định Marshall mẫu khoan 40' 8.50 Độ ổn định Marshall (kN) +3SL=8.370 UCL=8.370 8.25 +2SL=8.204 +1SL=8.038 8.00 _ _ X=7.873 7.75 -1SL=7.707 -2SL=7.541 7.50 LCL=7.376 -3SL=7.376 1 11 13 15 17 Thứ tự ngày quan sát Hình 3.16 Biểu đồ phân bố độ ổn định Marshall mẫu khoan trường q trình thi cơng Hình 3.16 biểu đồ kiểm sốt q trình thay đổi độ ổn định Marshall mẫu khoan 18 ngày, ngày lấy số liệu với giá trị trung bình độ ổn định Marshall 7,87 độ lệch chuẩn σ=0,17 Ngày 11 có độ ổn định Marshall mẫu khoan trường xuống giá trị LCL Cần phải xem xét kiểm soát lại biến động 130 Xbar Chart of Độ dẻo Marshall mẫu khoan 40min +3SL=3.6836 UCL=3.6836 3.7 Độ dẻo Marshall (mm) 3.6 +2SL=3.5823 3.5 +1SL=3.4809 _ _ X=3.3796 3.4 3.3 -1SL=3.2783 3.2 -2SL=3.1770 3.1 LCL=3.0757 -3SL=3.0757 3.0 11 13 15 17 Thứ tự ngày quan sát Hình 3.17 Biểu đồ phân bố độ dẻo Marshall mẫu khoan trường q trình thi cơng Hình 3.17 biểu đồ kiểm sốt q trình thay đổi độ dẻo Marshall mẫu khoan 18 ngày, ngày lấy số liệu với giá trị trung bình độ dẻo Marshall 3,28 độ lệch chuẩn σ=0,10 Quá trình đảm bảo yêu cầu Xbar Chart of Độ rỗng dư trường (%) 4.8 Độ rỗng dư (%) 4.7 4.6 4.5 1 +3SL=4.6484 UCL=4.6484 +2SL=4.6242 + _ _ 1SL=4.6000 X=4.5757 -1SL=4.5515 -2SL=4.5273 LCL=4.5031 -3SL=4.5031 4.4 11 13 15 17 Thứ tự ngày quan sát Hình 3.18 Biểu đồ phân bố độ độ rỗng dư mẫu khoan trường q trình thi cơng Hình 3.18 biểu đồ kiểm sốt q trình thay đổi độ rỗng dư trường mẫu khoan 18 ngày, ngày lấy số liệu với giá trị trung bình độ rỗng dư trường mẫu khoan 4,57 độ lệch chuẩn σ=0,03 Q trình khơng đảm bảo yêu cầu, ngày 1,5,9,12 có độ rỗng dư trường mẫu khoan xuống giá trị LCL; ngày 8,15,16 có độ rỗng dư trường mẫu khoan lớn giá trị UCL; ngày 10 thuộc phạm vi ngày liên tiếp vượt phạm vị 2σ phía đường trung tâm; ngày thứ 13 thuộc phạm vi ngày liên tiếp vượt 131 phạm vi 1σ phía đường trung tâm; ngày 17,18 thuộc phạm vi điểm liên tiếp nằm phạm vi 1σ đường trung tâm Xbar Chart of Độ chặt trường (%) 98.6 Độ chặt trường (%) +3SL=98.6824 98.7 UCL=98.6824 +2SL=98.5687 98.5 +1SL=98.4549 98.4 _ _ X=98.3411 98.3 -1SL=98.2273 98.2 98.1 -2SL=98.1136 98.0 LCL=97.9998 11 13 15 17 -3SL=97.9998 Thứ tự ngày quan sát Hình 3.19 Biểu đồ phân bố độ chặt mẫu khoan trường trình thi cơng Hình 3.19 biểu đồ kiểm sốt q trình thay đổi độ chặt trường trường mẫu khoan 18 ngày, ngày lấy số liệu với giá trị trung bình độ độ chặt trường mẫu khoan 98,34 độ lệch chuẩn σ=0,11 Q trình khơng đảm bảo u cầu, ngày 16 độ chặt trường mẫu khoan nằm phía giá trị UCL; ngày 17 thuộc phạm vi ngày nằm ngồi phạm vi 2σ nằm phía đường trung tâm; ngày 18 thuộc phạm vi ngày nằm ngồi phạm vi 1σ nằm phía đường trung tâm Interval Plot of Độ rỗng dư (%), Độ rỗng dư trường (%) 95% CI for the Mean 4.8 4.7 4.57574 Độ rỗng (%) 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2975 4.2 4.1 4.0 Độ rỗng dư (%) Individual standard deviations are used to calculate the intervals Độ rỗng dư trường (%) 132 Hình 3.20 Biểu đồ kiểm soát độ rỗng dư mẫu hot bin mẫu khoan trường Biểu đồ: Độ ổn định Marshall 95% CI for the Mean 12 Độ ổn định Marshall (kN) 11 10.2935 10 8.30109 7.87278 8 Độ ổn định Marshall 40min (kN) Độ ổn định Marshall 24h (kN) Độ ổn định Marshall mẫu khoan Individual standard deviations are used to calculate the intervals Hình 3.21 Biểu đồ kiểm soát độ ổn định Marshall 40p, 24h mẫu hot bin độ ổn định Marshall 40p mãu khoan Biểu đồ: Độ dẻo Marshall 95% CI for the Mean Độ dẻo Marshall (mm) 4.0 3.5 3.0 3.37963 2.95745 2.82364 2.5 2.0 Độ dẻo Marshall 40min (mm) Độ dẻo Marshall 24h (mm) Độ dẻo Marshall mẫu khoan 40min Individual standard deviations are used to calculate the intervals Hình 3.22 Biểu đồ kiểm sốt độ dẻo Marshall 40p, 24h mẫu hot bin độ dẻo Marshall 40p mãu khoan 133 Summary Report for Độ chặt trường (%) Anderson-Darling Normality Test A-Squared P-Value Mean StDev Variance Skewness Kurtosis N Minimum 1st Quartile Median 3rd Quartile Maximum 0.73 0.053 98.341 0.226 0.051 0.95251 1.21941 54 97.980 98.175 98.300 98.463 99.020 95% Confidence Interval for Mean 98.0 98.2 98.4 98.6 98.8 99.0 98.279 98.403 95% Confidence Interval for Median 98.254 98.396 95% Confidence Interval for StDev 0.190 0.279 95% Confidence Intervals Mean Median 98.250 98.275 98.300 98.325 98.350 98.375 98.400 Hình 3.23 Biểu đồ phân bố độ chặt trường mẫu khoan Hình 3.20; 3.21 3.22 cho thấy độ rỗng dư mẫu khoan 40min lớn độ rỗng dư mẫu hot bin 40min; độ ổn định Marshall mẫu khoan 40min nhỏ độ ổn định Marshall mẫu hot bin 40min; độ dẻo Mrashall mẫu khoan 40min lớn độ dẻo Marshall mẫu hot bin 40min Có tượng cơng đầm ngồi trường chưa phù hợp với cơng đầm phịng thí nghiệm q trình đầm ngồi trường bê tơng nhựa bị nở hông 3.5 Đánh giá chất lượng mặt đường BTN sau đưa vào khai thác sử dụng Công nghệ thi công mặt đường bê tông nhựa dự án đầu tư xây dựng QL1A đoạn qua địa phận tỉnh Quảng Trị tuân thủ tiêu chuẩn TCVN8819-2011: Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa nóng Ưu điểm: Cơng nghệ thi cơng mặt đường bê tơng nhựa tương đối hồn thiện Mặt đường bê tơng nhựa sau thi cơng có chất lượng tương đối cao - Mặt thi công chuẩn bị kỹ lưỡng Chỉ thảm bê tông nhựa mặt cấp phối đá dăm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 134 - Trước thi công đại trà nhà thầu thi công đoạn thử để xác định biện pháp thi cơng dự kiến có đảm bảo tạo hỗn hợp bê tơng nhựa có chất lượng cao hay khơng? - Vật liệu đầu vào kiểm soát kiểm tra chặt chẽ trước đưa vào thi công theo tần suất tiêu chuẩn quy định - Hỗn hợp bê tông nhựa sau trộn kiểm tra kỹ (nhiệt độ ) trước rải Đảm bảo hỗn hợp bê tơng nhựa có chất lượng đảm bảo - Công tác rải, lu lèn hỗn hợp bê tông nhựa thực tốt Nhược điểm: - Do yêu cầu tiến độ thi cơng nên việc kiểm sốt chất lượng bi tum chưa thực tốt Khi kiểm tra tần suất bi tum kiểm tra số tiêu độ kim lún, độ kéo dài Chưa kiểm tra tiêu khác dẫn đến bi tum có chất lượng không cao đưa vào thi công Ở Việt Nam có nhiều bi tum chất lượng có mặt thị trường, nhà cung cấp thường trộn bitum để tăng lợi nhuận - Nhà thầu có thi cơng bê tơng nhựa lớp vào ban đêm nên không đảm bảo độ phẳng mặt đường - Do tay nghề công nhân số nhà thầu hạn chế nên làm mối nối ngang mối nối dọc chưa đảm bảo yêu cầu: Độ bẳng phẳng không đảm bảo; vị trí cắt mối nối ngang bê tơng nhựa thường bị phân tầng, nhiệt hạt cốt liệu to dẫn đến bê tơng nhựa có độ rỗng dư cao - Hầu hết lu lốp (sử dụng giai đoạn lu chặt) nhà thầu có tải 15T, tải trọng tương đối nhẹ Dẫn đến mặt đường bê tông nhựa dễ bị hằn lún thời gian khai thác dài Các tiêu hỗn hợp bê tông nhựa đảm bảo theo tiêu chuẩn TCVN88192011 Tuy nhiên sử dụng lý thuyết, đồ thị đẻ kiểm tra độ đồng tiêu theo ngày thi cơng nhận thấy cịn nhiều tiêu chưa kiểm sốt tốt Các tiêu khơng đồng theo ngày thi cơng, nhiều ngày vượt ngồi vùng kiểm sốt Một số hình ảnh chụp mặt đường bê tông nhựa dự án xây dựng QL1A đoạn qua địa phận tỉnh Quảng Trị sau đưa vào khai thác sử dụng từ tháng 10/2015 đến tháng 5/2017 cho thấy mặt đường đảm bảo khơng có hư hỏng hằn lún vệt bánh xe hay xô 135 dồn nhựa vị trí khơng có đèn xanh, đèn đỏ Cịn vị trí có đèn xanh, đèn đỏ có tượng hằn lún vệt bánh xe Mốt số hình ảnh hư hỏng hằn lún vệt bánh xe vị trí đèn tín hiệu giao thơng Hình 3.24 Nhiều đoạn bị lún, nứt Quốc lộ 1A đoạn từ Km 756+750 + Km769+947 Hình 3.25 Hình ảnh hư hỏng hằn lún vệt bánh xe vị trí đèn đỏ 3.6 Kết luận 136 Công nghệ thi công mặt đường bê tông nhựa dự án đầu tương đối hoàn thiện Chỉ xuất cục hằn lún vệt bánh xe số vị trí đèn tín hiệu giao thơng điểm nút giao cắt dịng phương tiện giao thông với tốc độ chậm Các tiêu hỗn hợp bê tông nhựa đảm bảo theo tiêu chuẩn TCVN88192011 [9] Tuy nhiên sử dụng lý thuyết, đồ thị để kiểm tra độ đồng tiêu theo ngày thi công nhận thấy cịn nhiều tiêu chưa kiểm sốt tốt Các tiêu không đồng theo ngày thi cơng, nhiều ngày vượt ngồi vùng kiểm sốt 137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua công tác nghiên cứu đánh giá công nghệ thi công kết cấu mặt đường bê tông nhựa Dự án đầu tư XDCT Mở rộng QL.1 đoạn Km717+100 - Km741+170; Km769+800 - Km770+680 đoạn Km771+200-Km791A+500 thuộc địa phận tỉnh Quảng Trị Một số kết luận rút ra; Tác giả đưa cách tổng quan thiết kế, thi công khai thác kết cấu mặt đường mềm tình hình sử dụng loại mặt đường mềm Bên cạnh đưa dạng kết cấu mặt đường mềm điển hình Quốc lộ sử dụng Việt Nam Tổng kết đưa dạng hư hỏng kết cấu mặt đường xảy thời gian gần đây, nêu lên nguyên nhân số giải pháp khắc phục tượng hư hỏng Tác giả thu thập, tổng hợp số liệu thiết kế kết cấu mặt đường mềm, số liệu thiết kế thành phần hỗn hợp BTN, công nghệ thi công nghiệm thu dự án Xây dựng dự án Dựa kết thu thập nhận thấy: Dự án sử dụng phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường mềm 22TCN211-06 để thiết kế Phân tích đáp ứng kết cấu mặt đường sử dụng cho dự án tính theo AASHTO 1998 tác giả nhận thấy kết cấu mặt đường đảm bảo khả chịu lực; Lớp kết cấu mặt đường sử dụng lớp bê tơng nhựa nóng, lớp bê tơng BTNC19 dày 7cm lớp BTNC12.5 dày 6cm Dự án sử dụng phương pháp thiết kế Marshall để thiết kế hỗn hợp bê tơng nhựa nóng Cơng tác thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa tiến hành chặt chẽ, tuân thủ hướng tiêu chuẩn TCVN8819:2011 Toàn dự án sử dụng nhựa đường 60/70, tác giả đánh giá mác nhựa theo PG theo nhiệt độ mặt đường (số liệu quan trắc 20 năm) mác nhựa lựa chọn PG64-10 (tương đương với mác nhựa 60/70) Tuy nhiên tính tốn lưu lượng tích lũy 20 năm để hiệu chỉnh mác nhựa vận tốc xe chạy xung quanh 70km/h từ 20km/h-70km/h mác nhựa lựa chọn PG70-10; xe chạy chậm vận tốc