Đánh giá thực trạng hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn Km 115 - Km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - THÁI VĂN NGHIỆP ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HƯ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thơng Mã số : 85.80.205 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Đình Quảng Phản biện 1: PGS TS Phan Cao Thọ Phản biện 2: TS Nguyễn Văn Châu Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng học trường Đại học Trà Vinh vào ngày 26 tháng 10 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: − Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa − Thư viện Khoa Xây dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong năm qua ngành giao thông vận tải tỉnh Trà Vinh ln thể vai trị ngành kinh tế quan trọng, trước mở đường cho phát triển kinh tế - xã hội địa phương Nhiều tuyến đường huyết mạch quan trọng tỉnh đầu tư xây dựng, cải tạo, nâng cấp có hệ thống đường tỉnh, đường huyện thực có hiệu chương trình bê tơng hóa giao thơng nơng thơn Nhờ mạng lưới giao thơng địa bàn tỉnh ngày hoàn thiện, đáp ứng nhu cầu lại người dân Bảo trì đường hoạt động thường xuyên để trì khả khai thác đường lựa chọn giải pháp bảo trì, sửa chữa mặt đường bước thực quan trọng để lập kế hoạch chiến lược bảo dưỡng đường Hiện tuyến đường trục QL 54 sau đưa vào sử dụng khai thác thời gian bắt đầu xuất biến dạng hư hỏng mặt đường vết nứt, vệt hằn bánh xe, lún, lõm cục Đứng trước thực trạng việc tìm hiểu biến dạng, hư hỏng đường, nguyên nhân gây biến dạng, hư hỏng, hậu hư hỏng gây tìm phương pháp sửa chữa hợp lý việc làm cần thiết cấp bách Với tình trạng nêu em xin chọn đề tài: Đánh giá thực trạng hư hỏng đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh 2 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể 2.3 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát thực tế trạng tuyến đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh , phân tích để đánh giá nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu đánh giá trạng mặt đường thu thập số liệu đo đạt kết thí nghiệm tìm ngun nhân gây hư hỏng lựa chọn giải pháp để sửa chữa hư hỏng đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh Gồm chương * Chương 1: Tổng quan tình trạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa nguyên nhân gây hư hỏng: *Chương 2: Đánh giá trạng phân tích nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh: * Chương 3: Đề xuất biện pháp sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Kết nghiên cứu đề tài bước đầu đưa định hướng việc phân loại dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, hiểu rõ nguyên nhân đề giải pháp khắc phục nhằm giảm thiểu thời gian chi phí, đồng thời giúp cho quan Quản Lý, TVTK, TVGS Nhà thầu nắm bắt thực trạng mặt đường khai thác, từ đề giải pháp khắc phục hợp lý cần thiết tỉnh Trà Vinh nói chung đoạn km115 + km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh nói riêng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA: (theoTCVN 8820 : 2011) 1.1 Khái niệm số loại mặt đường nhựa điển hình Hỗn hợp bao gồm cốt liệu (đá dăm, cát, bột khống) có tỷ lệ phối trộn xác định, sấy nóng trộn với nhau, sau trộn với nhựa đường theo tỷ lệ thiết kế Sau gọi tắt BTN 1.1.1 Bê tông nhựa cấp phối chặt (Dense-graded HMA ) Loại BTN sử dụng cấp phối cốt liệu có lượng hạt thô, hạt trung gian hạt mịn gần tương đương nhau, tạo điều kiện để đầm nén hạt cốt liệu dễ chặt khít với Thường gọi BTN chặt BTN chặt có độ rỗng dư nhỏ, thường từ 3-6% 1.1.2 Bê tông nhựa cấp phối gián đoạn (Gap-graded HMA ) 1.1.3 Bê tông nhựa cấp phối hở (Open-graded HMA ) 1.1.4 Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả kháng trượt 1.1.5 Hỗn hợp đá- vữa nhựa (Stone matrix asphalt Stone mastic asphalt -SMA) 1.1.6 Cỡ hạt lớn cốt liệu (Maximum size of aggregate) 1.1.7 Cỡ hạt lớn danh định cốt liệu (Nominal maximum size of aggregate) 1.2 Ưu, nhược điểm (TCVN 8820 : 2011) 1.2.1.Ưu điểm Kết cấu chặt, kín Có khả chịu nén, cắt, uốn tác dụng tải trọng ngang Chịu tải trọng động tốt, hao mịn, sinh bụi Mặt đường phẳng, có độ cứng vừa phải nên xe chạy tốc độ cao êm thuận, gây tiếng ồn Cơng nghệ thi cơng quen thuộc, thi cơng giới hóa hồn tồn 1.2.2 Nhược điểm Cường độ giảm chịu tác dụng nhiệt độ cao tác dụng lâu dài nước mặt Độ nhám giảm nhiều mặt đường bị ẩm ướt Mặt đường bị hóa già theo thời gian tác dụng tải trọng trùng phục, thời tiết, Công tác tu sửa chữa khó khăn, khó trả lại trạng ban đầu màu sắc, độ phẳng 1.3 PHÂN LOẠI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA THEO CÔNG NGHỆ THI CƠNG: (TCVN 8819 : 20119) 13.1 Bê tơng nhựa khơng lu lèn 1.3.2 Bê tông nhựa lu lèn 1.3.3 Bê tơng nhựa rải nóng 1.3.4 Bê tơng nhựa rải nguội 1.3.5 Sự tương tác vật liệu 1.4 CHỨC NĂNG CÁC LOẠI CỐT LIỆU TRONG THÀNH PHẦN HỔN HỢP BÊ TÔNG NHỰA: 1.4 Cấu trúc BTN 1.4.2 Về mặt chịu lực 1.5 TÌNH TRẠNG HƯ HỎNG CỦA CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC NÓI CHUNG: 1.5.1 Phân loại nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa thường gặp (Theo TCCS07:2013/TCĐBVN) Theo hướng phát triển đường nứt, vết nứt xuất mặt đường thường bao gồm loại sau: Nứt mỏi; nứt nhiệt độ thấp; nứt dọc; nứt ngang; nứt lưới lớn dạng khối; nứt phản ảnh; nứt trượt; Lún vệt bánh xe; bong bật; vết vá mặt đường/ ổ gà; Chảy nhựa (theo định số: 1682/QĐ- TCĐBVN, ngày 07 tháng 10 năm 2013 tổng cục trưởng tổng cục đường Việc Nam việc định công bố tiêu chuẩn sở TCCC07: 2013/TCĐBVN phân dạng nứt sau: 1.5.2 Nứt mỏi: (Fatigue Cacking, Alligator cracking) (hình 2.1) [7,8] a/ Khái niệm: Nứt mỏi tượng mặt đường bị nứt suy giảm cường độ vật liệu phối hợp với biến dạng lặp lại bê tông nhựa tải trọng xe b/ Nguyên nhân: 1.5.3 Nứt nhiệt độ thấp (Low temperature thermal cracking) a/ Khái niệm: Nứt nhiệt độ thấp thường nứt ngang, tạo thành ứng suất kéo tạo trương nở hỗn hợp lớn cường độ chịu kéo vật liệu b/ Nguyên nhân: 1.5.4 Nứt dọc (Longitudinal cracking) (hình 2.3) [7,8] a/ Khái niệm: Nứt dọc vết nứt song song với tim đường b/ Nguyên nhân: 1.5.6 Nứt ngang (Transverse cracking) (hình 2.5) [7,8] a/ Khái niệm: Là vệt nứt xuất theo chiều ngang chiều dọc đường b/ Nguyên nhân: 1.5.7 Nứt lưới lớn dạng khối (Block cracking) (hình 2.5) [7, 8, 9] a/ Khái niệm: Nứt mạng lưới: Trên mặt đường xuất vệt nứt dạng lưới, đường nứt phát triển theo thời gian tác dụng khí hậu, tải trọng xe Các lưới chưa liên kết liên kết với thành mạng, nứt thành miếng có dạng da cá sấu b/Nguyên nhân: 1.5.8 Nứt phản ánh a/ Khái niệm: Các vệt nứt phản ảnh xuất lớp kết cấu bên mặt đường BTN bị nứt (lớp móng bị nứt, thảm chồng lên lớp BTN cũ bị nứt không xử lý), trường hợp thảm mặt đường BTN vị trí cống, mặt cầu mặt đường nhựa thảm BTXM, Khi chịu tác dụng trùng phục bánh xe, lớp mặt đường BTN bên chịu ứng suất kéo có xu hướng chép vệt nứt lớp kết cấu phía b/ Nguyên nhân: 1.5.9 Nứt trượt (Slippage Cracking) (hình 2.7) [7, 11, 12] a/ Khái niệm: Nứt trượt (nứt hình parabol) vết nứt có hình cung trịn (hoặc hình parabol) theo hướng giao thơng b/ Ngun nhân: Hình 2.7a: Nứt trượt dọc Hình 2.7b: Nứt trượt ngang 1.5.10 Lún vệt bánh xe (Rutting) (hình 2.8) [5, 7] a/ Khái niệm: Vệt hằn bánh, lún sụt: vết lún dài mặt đường dọc theo vệt bánh xe, mặt đường mặt đường bị lún lõm cục khơng cịn giữ độ phẳng Trong số trường hợp mặt đường bị tượng “cao su”: mặt đường bị biến dạng lớn rạn nứt tác dụng bánh xe Khi có tải trọng xe lún võng xuống, xe qua hẳn đàn hồi trở lại phần toàn bộ, kết cấu mặt đường bị phá vỡ phần hay hoàn toàn b/ Nguyên nhân: 1.5.11 Bong bật (Raveling) (Hình 2.9) [7, 8,9] a/ Khái niệm: Là tượng phân rã theo trình vật liệu bề mặt dẫn đến khả khả chịu trượt xe hãm phanh Hình 2.9c: bong bật mức nặng b/ Nguyên nhân: 1.5.12 Vết vá mặt đường / Ổ gà (Patching / Potholes) (hình 2.10) [1, 7, 8, 9] a/ Khái niệm: Vết vá vùng diện tích lớp phủ mặt đường bị hư hỏng loại bỏ thay vật liệu vá phần diện tích lớp phủ mặt đường tăng cường thêm vật liệu vá; Ổ gà vết lõm nhỏ, hình bát bề mặt đường.Thông thường ổ gà kết cuối vết nứt da cá sấu (nứt mỏi).Khi vết nứt da cá sấu trở nên nghiêm trọng, vết nứt nối lại với tạo mảng nhỏ mặt đường bị bật khỏi mặt đường phương tiện qua tạo thành lõm nhỏ (ổ gà).Nước mưa tụ lại ổ gà dần thâm nhập xuống lớp móng làm suy giảm khả làm việc kết cấu áo đường Ổ gà gần xuất đường có lớp asphalt mỏng (2,5 -5,0cm) xuất đường có lớp asphalt dày 10cm b/ Nguyên nhân: 1.5.13 Chảy nhựa (Bleeding; Frushing) (Hình 2.11) a/ Khái niệm: Là tượng nhựa đường lên bề mặt mặt đường với diện tích từ 25ft2 (2m2) trở lên.Kết tạo bề mặt mặt đường bóng gương, trở nên dính.Hiện tượng thường xảy điều kiện nhiệt độ cao (về mùa hè) Khi tượng xảy dẫn đến giảm mạnh lực liên kết hạt cốt liệu làm cho bê tông asphalt khả chịu trượt xe hãm phanh, gây an toàn cho việc chạy xe 1.5.14 Hư hỏng theo thời gian 1.6 NHẬN ĐỊNH NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 1.6.1 Nhân tố người 1.6.2 Nhân tố khí hậu 1.6.3 Về biện pháp thi công, chế tạo hỗn hợp BTN 1.6.4 Chất lượng đất vật liệu 1.6.5 Chất lượng thiết kế cấp phối 1.6.7 Ảnh hưởng xe tải loại xe tải nặng ( TCVN 8819-2011) 1.7 Hình ảnh tổng quan hư hỏng mặt đường BTN Việt Nam Thế giới 1.7.1 Trên giới: Hình 1.Đoạn Đường LaLibertadNegro 1.7.2 Ở việt Nam: Hình 3.Cao Tốc TrungLương-TPHC Hình 2.Đường Scotland Hình 4.Đường Dẫn Cầu Phú Mỹ 1.7.3 Ở tỉnh Trà Vinh: 1.8 CÁC BIỆN PHÁP SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA THEO TỪNG NGUYÊN NHÂN ĐƯỢC ÁP DỤNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.8.1 Phun sương nhựa lỏng 1.8.2 Láng nhựa mỏng 1.8.3 Láng vữa nhựa nguội 1.8.4 Láng nhựa nhựa đường polyme 1.8.5 Phương pháp tái sinh nguội máy tái sinh 1.8.6 Phương pháp rải thêm lớp bê tơng nhựa nóng 1.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG: Trong năm qua kết cấu hạ tầng giao thông đô thị thành phố Trà Vinh cải thiện, thể rỏ mặt: nhiều tuyến đường xây dựng, chất lượng đường đô thị dần tốt hơn, hầu hết tuyến đường rải nhựa Tuy nhiên, qua thời gian khai thác số tuyến đường QL 54 10 - Hiện trạng cơng trình: + Chiều rộng mặt đường Bmặt 7m + Chiều rộng xe chạy 02 xe Blàn =3.5x2 + Phần xe ngược chiều vạch sơn 1.5 + Kết cấu áo đường - Mặt đường láng nhựa dày 5cm - Mặt đường láng nhựa cm - Lớp đá dâm loại dày 20 cm - Lớp đá dâm loại dày 25 cm - Cát tôn 1.Bê tông nhựa chặt dày 5cm Eyc420MPa 2.Bê tông nhựa Eyc350MPa dày cm 3.Cấp phối đá dâm loại Dày 20cm K=0,98 E=300MPa Mặt cắt kết cấu đường (số liệu Trung tâm kỹ thuật đường thiết kế) 4.Cấp phối đá dâm loại dày 25cm k=0,98 E=250MPa 5.Cát san lắp K=0,98 Eyc=b 50MPa 2.1.2 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VỊ TRÍ CƠNG TRÌNH: 2.1.3 Đoạn tuyến khảo sát km115 +Km116 2.1.4 Nhận xét: Hiện trạng cơng trình km115 - KM116 với kết cấu mặt đường láng nhựa QL54 qua thời gian khai thác sử dụng lâu chưa sửa chữa sửa chữa không theo yêu cầu kỹ thuật, mặt khác xe tải trọng lớn lưu thông làm phá hỏng mặt đường, phần lớn tuyến bị bong trót với khối lượng lớn gây an tồn giao thơng nứt thành lưới, nứt mai rùa, số vị trí có sửa chữa theo thời gian đưa vào sử dụng xuất số vết nứt nứt ngang 11 nứt dọc, nứt phản ảnh 1mm đến 6mm có chỗ 7mm Nhẹ: Bề rộng khe nứt 6mm, gây xóc; Nặng: nứt rộng, sâu, gây va đập xe chạy qua Nhẹ: Các đường nứt chưa liên kết với nhau; Vừa: Đã liên kết thành mạng; Nặng: Nứt lan phạm vi vệt bánh xe liên kết với da cá sấu gây thẩm mỹ cho cơng trình 2.1.5 Đoạn tuyến khảo sát km116+km117 2.1.6 Nhận xét: Trên tuyến số vị trí bị nứt chủ yếu đẩy trượt trồi, nhựa số điểm bị chảy, nứt cá sấu, nứt mỏi diện tích lớn mức độ hư hỏng nặng Đánh giá theo chủ quan vá sửa tốt xếp mức độ nhẹ; chưa vá sửa phát triển nặng tuyến 2.1.7 Đoạn tuyến khảo sát km117 + km713 2.1.8 Nhận xét: Trên tuyến số vị trí bị chủ yếu Làn sóng, xơ dồn, ổ gà, rạn nứt, lún võng, bong tróc bong bật vết cắt vá bị hư hỏng nghiêm trọng đánh giá theo vá sửa tốt xếp mức độ nhẹ; chưa vá sửa phát triển nặng 2.1.9 Đoạn tuyến khảo sát km 117 + km 118 2.1.10 Nhận xét: Phần lề đất vị trí từ mép nhựa bị nứt tách thành mãnh nên hạn chế việc nước gây an tồn giao thơng cao, số vị trí nước thấm xuống đường vết nứt xuất miếng vá cũ, mặt đường bị hủy diệt Nứt dọc, nứt ngang nứt mai rùa Trên toàn tuyến vạch sơn tim phân xe ngược chiều màu trắng, bị xuống cấp, bị mờ không phù hợp với QCVN41/2016 Đoạn đường km117+km 118 số biển báo lắp đặt hai bên đường chưa dáng màng phản quang, trụ biển báo bị mục rỉ thấp so với qui định QC41/2016, nứt mai rùa , đẩy trượt trồi 2.2 CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG: Theo phụ lục E phân loại đánh giá chất lượng đường theo định số: 1682/QĐ-TCĐBVN, ngày 10 tháng năm 2013 Tổng cục trưởng tổng cục đường Việc Nam Về việc công bố TCCS07:2013/TCĐBVN theo QCVN41/2016 2.2.1 Phân loại đánh giá chất lượng đường 12 2.3 Bản thống kê điều tra hư hỏng mặt đường nhựa bê tông Km 115 - km 118 QL 54, tỉnh Trà Vinh Dựa tiêu chí đánh giá hư hỏng mặt đường bê tông nhựa phân loại sau: Vị trí Đơn vị Mức độ hư Đã Đã sửa Chưa tính m2 hỏng % sửa chữa sửa Ghi Dạng hư chữa tiếp chữa hỏng tục hỏng Km115- 1100 - Nứt thành 300 300 500 km116 lưới (nứt mai rùa nứt thành miếng) - Nứt dọc, nứt ngang, nứt phản ảnh Một số vị trí có sửa chữa Km116- 1800 1000 800 Km117 - Làn sóng, xơ dồn - Đẩy trượt trồi Km116- 1600 - Đẩy trượt 1000 600 Km117 trồi rạn nứt, lún võng, bong tróc bong bật Km117 2100 -Bong tróc, 900 1200 +Km11 rời rạc -Mài mòn,lộ đá Nứt dọc, ngang Km117 950 - Ổ gà 950 +Km11 - Đẩy trượt trồi 13 2.4 PHÂN TÍCH KHẢO SÁT VÀ ĐO THỰC TẾ TẠI HIỆN TRƯỜNG DO PHỊNG THÍ NGHIỆM KIỂM ĐỊNH XÂY DỰNG LAS-XD 1530 THỰC HIỆN ( KÈM PHỤ LỤC) 2.5 HÌNH ẢNH ĐO VẼ HIỆN TRƯỜNG: 2.6 ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG Kết kiểm tra đo mođun đàn hồi, độ nhám mặt đường bề dày mặt đường 10 vị trí có số vị trí khơng đạt nhỏ so với thiết kế gất nhiều chứng tỏ độ võng đàn hồi mặt đường không tốt sau thời gian dài khai thác Nguyên nhân hư hỏng mặt đường xác định sau: Các vết nứt chủ yếu tập trung vùng chu vi miếng vá lớn Nguyên nhân dính bám mép BTN cũ không tốt, số vị trí có tượng nứt dọc cục song song tim đường mỏi BTN theo thời gian dài phục vụ Ngồi ra, với lớp mặt đường bê tơng nhựa đưa vào sử dụng khai thác, điều kiện bất lợi thời tiết, điều kiện thi cơng, tải trọng xe nặng lớn…thì hư hỏng khó tránh khỏi 14 Từ cho thấy tuyến đường QL54 đoạn km115 - Km 118 khảo sát chủ yếu xuất vùng nứt mỏi vừa nghiêm trọng dọc theo vệt lún bánh xe, số chỗ nứt mỏi nghiêm trọng xuất hiện tượng bong tróc vật liệu hình thành nên ổ gà; số chỗ xuất vết nứt dọc nứt ngang đường, Mặt đường tuyến đường khảo sát xấu Do không sửa chữa kịp thời để ngăn chặn tượng hư hỏng nên khơng sửa chữa mặt đường sớm bị phá hỏng 2.6.1 Nứt: 2.6.2 Nứt mỏi 2.6.3 Nứt thành lưới 2.6.4 Mất mát vật liệu bề mặt 2.6.5 Nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường 2.6.7 Nhiệt độ mặt đường 2.6.8 Hư hỏng mặt đường nhựa điều kiện nhiệt độ cao 2.7 NHÓM CÁC LOẠI HƯ HỎNG CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Theo tiêu chuẩn sở tổng cục đường Việt Nam (TCC07: 2013/TCĐBVN) chia làm ba loại sau: loại trung bình; loại xấu; loại xấu 2.7.1 Hưng hỏng loại 1: (Loại tốt) 2.7.2 Hư hỏng loại (Loại trung bình) 2.7.3 Hư hỏng loại (loại xấu): 2.7.4 Hư hỏng loại (loại xấu): 2.8 PHÂN TÍCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHẢ NĂNG HƯ HỎNG CỦA CÁC NHÓM TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HƯ HỎNG 2.8.1 Hư hỏng loại Loại tốt không sửa chữa 2.8.2 Hư hỏng loại ( loại trung bình) Vết nứt: Theo hướng phát triển đường nứt, vết nứt xuất mặt đường thường bao gồm loại sau: vết nứt ngang, vết nứt dọc, vết nứt mạng lưới vết nứt phản ảnh Theo chiều rộng vết nứt bao gồm vết nứt hẹp, vết nứt trung bình vết nứt rộng Vết nứt ngang, dọc: Là vệt nứt xuất theo chiều ngang chiều dọc đường Nứt mạng lưới: Trên mặt đường xuất vệt nứt dạng lưới, đường nứt phát triển theo thời gian tác dụng khí 15 hậu, tải trọng xe Các lưới chưa liên kết liên kết với thành mạng, nứt thành miếng có dạng da cá sấu Nứt phản ảnh: Các vệt nứt phản ảnh xuất lớp kết cấu bên mặt đường BTN bị nứt (lớp móng bị nứt, thảm chồng lên lớp BTN cũ bị nứt không xử lý), trường hợp thảm mặt đường BTN vị trí cống, mặt cầu mặt đường nhựa thảm BTXM Khi chịu tác dụng trùng phục bánh xe, lớp mặt đường BTN bên chịu ứng suất kéo có xu hướng chép vệt nứt lớp kết cấu phía Loại hư hỏng nguyên nhân chủ yếu tác động tải trọng giao thông (tải trọng đứng, trượt ngang) kết cấu áo đường có cường độ kém, khơng ổn định (liên kết tầng mặt móng kém, chiều dày lớp bê tông nhựa lớn, hàm lượng đá dăm hỗn hợp BTN thấp dẫn đến cường độ giảm ) tầng móng khơng đảm bảo cường độ, bị lún lệch kết cấu mặt BTN phía bị lún lệch 2.8.3 Hư hỏng loại 3: ( Loại xấu) Biến dạng bề mặt: Gồm dạng hư hỏng : mặt đường bị vệt hằn bánh, lún sụt; sóng, xơ dồn; đẩy trượt trồi Vệt hằn bánh, lún sụt: vết lún dài mặt đường dọc theo vệt bánh xe, mặt đường mặt đường bị lún lõm cục khơng cịn giữ độ phẳng Trong số trường hợp mặt đường bị tượng “cao su”: mặt đường bị biến dạng lớn rạn nứt tác dụng bánh xe Khi có tải trọng xe lún võng xuống, xe qua hẳn đàn hồi trở lại phần toàn bộ, kết cấu mặt đường bị phá vỡ phần hay hoàn toàn Làn sóng, xơ dồn, trồi, trượt: Hiện tượng dồn, trượt đẩy trồi đoạn đoạn đẩy trồi lún võng xuất thành dải với chiều dài nhỏ 1.5m dọc theo chiều ngang mặt đường Đối với vật liệu BTN, biến dạng lún vệt xe tránh khỏi, nhiều nghiên cứu vấn đề cải tiến độ bền BTN cho thấy kết đem lại là: “Dưới lưu lượng xe, BTN có độ bền cao chiều sâu lún nhỏ tốc độ gây lún vệt xe kéo dài , triệt tiêu lún vệt xe” đem lại hiệu kinh tế kỹ thuật yêu cầu , tuổi thọ mặt đường cao hơn, biến dạng lún vệt xe nhỏ hơn, tăng an tồn giao thơng Giải pháp chung cho vấn đề nhiều nước áp dụng cải tiến nâng cao tiêu lý BTN theo hướng sử dụng nhựa bi tum cải tiến; đưa thêm cốt sợi vào BTN; đồng thời sử dụng cốt liệu đá có cường độ cao; cấo 16 phối cốt liệu đá, cát gần sát với đường cong cấp phối ưu việt, không nằm sát với đường cong cấp phối hạt giới hạn hay giới hạn dưới, đường cong cấp phối hạt thiết kế phải đặn khoảng hai miền giới hạn, không gẫy khúc đáng không chạy từ giới hạn xuống giới hạn cho cấp hạt người ta đặc biệt lưu ý cải tiến thành phần hạt nhỏ (filler) để ổn định nhiệt cho BTN Để có điều đó, địi hỏi đổi bước lớn thiết kế, công nghệ chế tạo BTN thi cơng BTN Đương nhiên giá thành BTN nói riêng giá thành xây dựng mặt đường BTN nói chung cao hơn, tổng kinh phí sửa chữa, bảo trì trình khai thác giá thành vận tải tuổi thọ mặt đường kéo dài đem lại hiệu cao nhiều so với phương án cũ chưa cải tiến công nghệ 2.8.4 Hư hỏng loại 4: Loại xấu Nứt rạn mai rùa bong bật Qua tài liệu nước cho thấy tượng biến dạng thường xảy mép mặt đường với diện tích từ vài chục mét vuông đến vài trăm mét vuông Về ngun nhân có nhiều, tổng hợp lại người ta chốt thành số nguyên nhân sau: Mặt đường BTN bị nứt rạn mai rùa cục nhỏ vài chục mét vuông đến vài trăm mét vuông chế tạo BTN trạm trộn có cố nhiệt độ, chất lượng vật liệu đầu vào mà chưa phát để xử lý, làm BTN có chất lượng cục Do thi công gặp cố nhiệt độ, khí hậu mưa nắng bất chợt, thi cơng không kịp trở tay không tuân thủ yêu cầu phải đào bỏ lớp BTN chất lượng gặp cố gây Do thi công để chiều dầy cục lớp BTN không bảo đảm trục trặc máy rải mà khơng phát kịp thời, lu lèn không thực sơ đồ lu, làm độ chặt mép đường không bảo đảm u cầu Do bảo trì khơng nước tốt, để tình trạng nước đọng mép đường Tuy nhiên biến dạng nứt rạn bong bật kéo dài, khơng có ý nghĩa cục vấn đề lại khác, mơ đuyn đàn hồi chung ( Ec) tổng thể mặt đường đoạn đường khơng phù hợp với mô đuyn đàn hồi yêu cầu ( Eyc), đoạn đường bị ảnh hưởng thoát nước không tốt (nước mặt hay nước ngầm), làm đất yếu trình bảo trì khai thác Cần thiết có khảo sát 17 thăm dị chất lượng đường mặt đường để có nhận định nguyên nhân Ngoài ra, tượng nứt rạn bong bật khơng có tính chất cục cịn ngun nhân lưu lượng xe nặng tăng vượt mức dự báo thiết kế Những vị trí nứt rạn không vá chữa kịp thời phát sinh ổ gà nhanh chóng trở thành ổ trâu, ổ voi Từ nguyên nhân cho thấy giải pháp cho vấn đề nâng cao lực toàn hệ thống từ thiết thi cơng, bảo trì; đặc biệt nhà thầu thi cơng phải có kinh nghiệm, nhạy bén với cố bất thường chất lượng BTN xảy có giải pháp xử lý kịp thời Hư hỏng bề mặt: Gồm dạng hư hỏng như: mặt đường bị chảy nhựa, mặt đường bị bong tróc, rời rạc, lộ đá, mặt đường bị ổ gà Mặt đường bị chảy nhựa: Mặt đường BTN thiết kế cấp phối với hàm lượng thừa nhựa (nhựa dạng tự nhiều), chịu tác dụng nhiệt độ xạ mặt trời gây nên cộng thêm tác dụng tải trọng xe xuất hiện tượng chảy nhựa (nhựa đường trồi lên mặt) làm giảm cường độ lớp BTN dễ bị trơn trượt Mặt đường bị bong tróc (bong bật), rời rạc, lộ đá: Lớp mặt BTN bị bong khỏi mặt đường tác dụng lâu dài nước làm cho nhựa bị tách khỏi cốt liệu dẫn đến mặt đường bị rời rạc mặt dần bị bong tróc cuối tạo ổ gà Ổ gà: Là vết lõm xuất mặt đường bong bật mạnh mẽ lớp mặt đường tạo thành Các dạng hư hỏng mặt đường theo thời gian: Mặt đường bê tông nhựa sau thời gian dài sử dụng (trên năm) tác dụng yếu tố khí có tượng lớp mặt bê tơng nhựa bị hóa già, khơng cịn tính đàn hồi dễ bị bong bật lớp mặt, thường gọi mặt đường BTN bị bạc đầu 2.9 THEO TÍNH CHẤT CƠ LÝ THEO TÌNH TRẠNG CẤP PHỐI 2.9.1 Theo công nghệ thi công 2.9.2 Công nghệ tái sinh nguội 2.9.3 Cơng nghệ tái sinh nóng 2.9.10 Sửa chữa mặt đường BTN vật liệu Carboncor Asphalt: 18 2.10 CÔNG NGHỆ BẢO DƯỠNG VÀ TÁI SINH NGUỘI MẶT ĐƯỜNG 2.10.1 Giới thiệu chung: 2.10.2 Nguyên lý làm việc TL-2000 2.10.3 Thành phần cấu tạo TL-2000 2.10.4 Các tiêu lý đặc trưng: 2.10.5 Một số ưu điểm áp dụng vật liệu tái sinh nhựa đường 2.11 SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BTN BẰNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT: 2.12 THEO TÌNH TRẠNG KHAI THÁC TẢI TRỌNG 2.13 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA 2.14 SỬA CHỮA CỤC BỘ LÁNG NHỰA TỪNG ĐOẠN MẶT ĐƯỜNG 2.14.1 Hư hỏng loại 1: loại tốt: không sữa chữa 2.14.2 Sửa chữa loại 2: loại trung Bình (TCC07: 2013/TCĐBVN) Mặt đường bị bong tróc, nhỏ bề rộng vết nứt < 0,3mm nứt ngang vùng 2-3m2 ổ gà nứt vỡ mép nứt phản ảnh Thay lớp nhưa 5cm 7cm 2.14.3 Hư hỏng loại loại xấu: (TCC07: 2013/TCĐBVN) Mặt đường bị bong bật ổ gà oằn lún chiều sâu >3mm, đá dâm cấp phối bắt đầu bị bong bật vùng Thay lớp nhưa 5cm 7cm 2.14.4 Sửa chữa loại loại xấu: Thay cấp phối đá dâm loại 1, lớp BTN nhựa 5cm lớp BTN 7cm 2.15 KẾT LUẬN CHƯƠNG: Như trình tuyến đường bê tông nhựa đoạn km 115 km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh qua khảo sát đoạn đường bị hư hõng nặng phải có giải pháp sữa chữa hợp lý qui trình kỹ thuật Chương này, học viên xây dựng nội cho cơng tác đánh giá thực trạng nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường bê tông nhựa Nhóm loại hư hỏng mặt đường bê tơng nhựa Nhóm nội dung xây dựng dựa việc tổng hợp, phân tích kết thí nghiệm thực tế trường Những nội dung phân tích chương áp dụng cụ thể cho chương 3, cho nội dung phải vận dụng phù 19 hợp với điều kiện thực tếđường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh CHƯƠNG ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH THỰC TRẠNG KHAI THÁC TUYẾN ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH Trong năm gần đây, phương tiện vận tải đường phát triển mạnh mẽ số lượng Bên cạnh phương tiện siêu trường siêu trọng cịn phận khơng nhỏ phương tiện có tải trọng lớn, kích thước thùng hàng khơng phù hợp Cùng với nhu cầu vận tải ngày tăng, tình trạng phương tiện chở tải diễn đoạn km 115 + km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh phổ biến dẫn đến phá vỡ kết cấu hạ tầng giao thơng đường bộ, gây trật tự an tồn giao thông, dẫn đến đường bị hư hỏng Đây tuyến quốc lộ có tầm quan trọng lớn phát triển kinh tế phục vụ nhu cầu giao thơng tuyến quốc lộ có lưu lượng giao thơng lớn Thành phần dịng xe chủ yếu xe tải, xe khách lớn 3.1 Các biện pháp áp dụng sửa chữa đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh Trường hợp không bị lún, trrường hợp bị lún cục Sửa chữa khu vực phồng, trồi, Sửa chữa khu vực lún – gờ, Sửa chữa vết nứt ngang dọc, Sửa chữa vết nứt mai rùa, Sửa chữa khu vực bị bong lớp mặt bê tơng nhựa khỏi nền, móng, Sửa chữa ổ gà , Sửa chữa khu vực bị rỗ bề mặt, Sửa chữa khu vực bị rộp, Sửa chữa đoạn đường bị hư hỏng nặng diện rộng, phương án sữa 20 chữa thủ công cào sướt nhẹ phủ lên lớp mõng BTNN vá chám vét nứt đơn giản cục Hình ảnh QL54: Đã thi cơng tiếp tục hư hỏng 3.2 ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA Để đảm bảo cho hệ thống đường làm việc có hiệu thời hạn thiết kế kéo dài tuổi thọ đường cần thiết phải nâng cao cơng tác bảo trì đường bộ, bao gồm việc áp dụng có hiệu cơng nghệ bảo trì định thời gian bảo trì cho phù hợp Cần có chủ trương để triển khai công nghệ mới, vật liệu áp dụng rộng rãi nước để đưa vào áp dụng Việt Nam phù hợp Các cơng nghệ bảo trì chip seal, slurry seal, cap seal…, sửa chữa hư hỏng mặt đường bê tông nhựa (vá ổ gà, khắc phục vết nứt ) với hệ thống thiết bị đại, sử dụng vật liệu nhũ tương polime, nhựa đường polime cần sớm nghiên cứu để áp dụng Việt Nam Từ tổng kết kinh nghiệm giới dạng hư hỏng mặt đường mềm, với việc tiến hành khảo sát thực trạng số liệu điều tra hư hỏng đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, nội dung luận văn học viên mạnh dạn đề xuất kiến nghị phương pháp sửa chữa cho dạng hư hỏng sau: 3.2.1 Đưa phương án tính tốn kết cấu áo đường cho loại loại theo TCVN 211-06 - Loại tốt; Loại trung bình; Loại xấu ; Loại xấu 3.2.2 Kiểm tra Phương án 1: Tính tốn loại xấu 21 4% 2% 2% 4% ,75 1:1 1:1 ,75 (K=0,90) (K=0,90) 3.4 ĐƯA RA 03 PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA 3.4.1 Kiến nghị phương pháp sửa chữa phương án Loại hình hư hỏng Loại tốt Trung bình Phương pháp sửa chữa Khơng sửa chữa: Cịn tốt Hiện tượng hư hỏng loại trung bình q trình kiểm tra thí nghiệm thực tế trường cấp phối đá dâm tốt cường độ đạt yêu cầu nhiên hư hỏng cần sửa chữa triệt để, kip thời thông thường cách đào bỏ lớp vật liệu mặt đường cũ thay vật liệu rải tăng cường toàn mặt đường Nếu không sửa chữa kịp thời, vết nứt nhanh chóng phát triển thành nứt lưới bong bật ổ gà Ngoài ra, nước thấm xuống qua khe nứt làm đất ẩm ướt, giảm cường độ hình thành hố lún tác dụng tải trọng bánh xe trường hợp hư hỏng mức độ trung bình nên học viên đề xuất phương án sửa chữa sau:; *Đào bỏ: + Một lớp mặt đường cũ bị hư hỏng cm + Một lớp mặt đường cũ bị hư hỏng 7cm *Thay thế: + Thảm BTN hoàn trả dày cm, + Thảm BTN hoàn trả dày cm, + Láng nhựa lớp, TC nhựa 1,5 kg/m2 + Vệ sinh mặt đường 22 Loại hình hư hỏng Loại xấu Loại xấu Phương pháp sửa chữa Hiện tượng hư hỏng loại trung bình q trình kiểm tra thí nghiệm thực tế trường cấp phối đá dâm tốt cường độ đạt yêu cầu nhiên hư hỏng cần sửa chữa triệt để, kịp thời thông thường cách đào bỏ lớp vật liệu mặt đường cũ thay vật liệu rải tăng cường toàn mặt đường Việc vá trám vết nứt vật liệu thích hợp giải pháp hiệu để tránh việc tăng mạnh tốc độ xuống cấp theo hình thức: nứt thứ cấp từ vết nứt cũ, hình thành nứt lưới lớn biến dạng lún lõm mặt đường lớn, nước theo khe nứt ngấm xuống làm giảm cường độ lớp móng đường đường Trong trường hợp học viên đề xuất phương án sửa chữa sau: * Đào bỏ: + Một lớp mặt đường cũ bị hư hỏng 5cm + Một lớp mặt đường cũ bị hư hỏng cm *Thay thế: + Thảm BTN hoàn trả dày cm, + Thảm BTN hoàn trả dày 7cm, + Láng nhựa lớp, TC nhựa 1,5 kg/m2 + Vệ sinh mặt đường Hư hỏng loại qua q trình kiểm tra thí nghiệm cường độ lớp đá cấp phối đá dâm không đạt yêu cầu đường bị phá hoại hư hỏng nặng cường độ Eyc đạt 50% so với nhu cầu thiết kế Hư hỏng loại , có vết nứt chiều sâu lớn đường bị phá hoại ổ gà lớn bị lún sục nghiêm trọng Nếu không sữa chữa kiệp thời phá hoại đường hoàn toàn Nên trường hợp học viên đề xuất phương án sửa chữa sau: *Đào bỏ lớp: + Một lớp BTN dày cm + Một lớp Thảm BTN dày cm + Cấp phối đá dăm loại dày 20 cm 23 Loại hình hư hỏng Phương pháp sửa chữa + Cấp phối đá dăm loại dày 25 cm *Thay + Thảm BTN hoàn trả dày cm + Thảm BTN hoàn trả dày cm Láng nhựa lớp, TC nhựa 1,5 kg/m2 + Cấp phối đá dăm loại dày 20cm + Cấp phối đá dăm loại dày 25cm + Vệ sinh mặt đường 3.5 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA 3.5.1 So sánh : Chỉ tiêu kinh tế 3.5.2 So sánh: Chỉ tiêu Về kỹ thuật biện pháp thi công Trong nội dung đề tài Đề tài đánh giá thực trạng hư hỏng đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh tập trung giải nội dung mà mục tiêu nghiên cứu đề ra, đồng thời rút số kết luận có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn sau: Về việc lựa chọn phương án để cải tạo tuyến đường đánh giá thực trạng hư hỏng đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh học viên xin đề xuất phương án so thang điểm phương án trội phương án 2, Ưu điểm phương án nguồn vật liệu địa phương sử dụng rộng rãi, BTN thông thường sử dụng nước ta có ưu điểm giá thành khơng cao, công nghệ sản xuất BTN rải mặt đường không phức tạp cán kỹ thuật, công nhân có nhiều kinh nghiệm sử dụng loại BTN 3.6 KẾT LUẬN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KIẾN NGHỊ 3.6.1 KẾT LUẬN Kết khảo sát tình trạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh trà vinh đưa kết 24 thực trạng hư hỏng mặt đường đưa biện pháp sửa chữa hợp lý nên cần có biện pháp sửa chữa kịp thời, không dẫn tới khả mặt đường bị xuống cấp nhanh, trở nên nghiêm trọng, việc sửa chữa trở nên khó khăn tốn nhiều 3.6.2 KIẾN NGHỊ Do thời gian luận văn có hạn điều kiện phịng thí nghiệm tỉnh trà Vinh không đủ để thực đo IRI PCS địa bàn tỉnh nên nội dung luận văn học viên chưa đề cập đến số Theo học viên cần tiến hành khảo sát toàn tuyến đường (ngoài đoạn khảo sát) để xác định hư hỏng mặt đường thuộc đoạn khảo sát đoạn chưa khảo sát (hệ thống cần tiến hành sửa chữa trước chúng phát triển trở nên nghiêm trọng hơn) ... giá thực trạng hư hỏng đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh học viên xin đề xuất phương án so thang điểm phương án trội phương án 2, Ưu... hỏng mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh: * Chương 3: Đề xuất biện pháp sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh DỰ KIẾN KẾT... CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY RA HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG