(Luận văn thạc sĩ) đánh giá tình trạng khai thác và lập kế hoạch bảo trì kết cấu mặt đường cho tuyến đường quốc lộ 1c, tỉnh khánh hòa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN THANH SƠN ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KHAI THÁC VÀ LẬP KẾ HOẠCH BẢO TRÌ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG CHO TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN THANH SƠN ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KHAI THÁC VÀ LẬP KẾ HOẠCH BẢO TRÌ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG CHO TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 85.80.205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN HỒNG HẢI Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, tác giả hoàn thành Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: “Đánh giá tình trạng khai thác lập kế hoạch bảo trì kết cấu mặt đường cho tuyến đường Quốc lộ 1C tỉnh Khánh Hòa” Lời tác giả bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Hồng Hải tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu thực đề tài Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng tận tình giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập nghiên cứu trường Tác giả muốn bày tỏ biết ơn tới tập thể cán phòng ban quan nơi tác giả công tác tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả hồn thành khóa học Luận văn Và tác giả muốn bày tỏ lịng biết ơn, kính trọng sâu sắc tới người thân gia đình bạn bè, người động viên, hỗ trợ tác giả suốt tháng ngày học tập thực Luận văn Qua việc nghiên cứu hồn thành luận văn, tác giả có thêm nhiều kiến thức bổ ích chun mơn phương pháp luận nghiên cứu khoa học Điều giúp ích nhiều cho tác giả mặt chuyên mơn để góp phần nhỏ bé vào nghiệp ngành GTVT nói chung quan tác giả cơng tác nói riêng Trong khn khổ nội dung Luận văn, chắn chưa đáp ứng đầy đủ vấn đề đặt Một số nhận xét tác giả rút qua trình phân tích rủi ro nghiên cứu đưa giải pháp quản lý rủi ro hiệu cịn có nhiều hạn chế điều kiện khả hiểu biết có hạn điều kiện tiếp cận với tài liệu tham khảo cịn chưa tốt nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong đóng góp ý kiến, phê bình q báu thầy cô, nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp để kiến thức thân hoàn thiện Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thanh Sơn LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Thanh Sơn ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KHAI THÁC VÀ LẬP KẾ HOẠCH BẢO TRÌ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG CHO TUYẾN QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA Học viên: Nguyễn Thanh Sơn, Chuyên ngành: KTXD cơng trình giao thơng Mã số: 60.58.02.05 Khóa: K33 Nha Trang - Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Tóm tắt: Đường quốc lộ 1C dài 17km với chức đường phố thị, đầu tư hoàn thiện từ năm 2000 với giới đường đỏ chủ yếu 32m, bề rộng phần xe chạy 21m (mỗi chiều xe chạy rộng 10,5m), vỉa hè bên rộng 4,5m, dải phân cách rộng 2m Để hướng đến mục tiêu đề phát triển thành đô thị trực thuộc Trung ương vào năm 2020, năm qua Bộ GTVT nói chung tỉnh Khánh Hịa nói riêng trọng đầu tư cho phát triển giao thông vận tải, đặc biệt giao thông đường có tuyến đường Quốc lộ 1C Tuy nhiên thực tế trình khai thác, mặt đường xảy hư hỏng, ảnh hưởng đến chất lượng khai thác điều kiện an toàn người tham gia giao thơng Luận văn trình bày kết nghiên cứu phân tích thực trạng quản lý khai thác tuyến đường Quốc lộ 1C nay, phân tích bất cập công tác tổ chức, quản lý khai thác, từ đề xuất số giải kế hoạch bảo trì cho tuyến đường Quốc lộ 1C đảm bảo hiệu kinh tế yêu cầu kỹ thuật Từ khóa: Quản lý; khai thác; bảo trì; mặt đường; hiệu EVALUATION OF EXPLOITATION STATUS AND PLANNING MAINTENANCE OF THE STRUCTURE OF THE ROAD FOR 1C NATIONAL ROUTINE, KHANH HOA PROVINCE Summary: Highway 1C is 17km long with the function of the main urban street, has been invested and completed since the year 2000 with the main red line of 32m, the width of the vehicle is 21m (each direction is 10.5m wide) , sidewalks on each side are 4.5m wide, median strips are 2m wide In order to aim at the development of a centrally-run urban center by 2020, in the past years, the Ministry of Transport in general and Khanh Hoa province in particular pay much attention to investment in the development of transport, especially the delivery Road traffic including National Highway 1C However, in fact, during the exploitation process, the road surface has serious damage, affecting the quality of exploitation and safety conditions of traffic participants The dissertation presents the research results analyzing the current status of management and exploitation of National Highway 1C, analyzing inadequacies in the organization, management and exploitation, thus proposing some solutions and Maintenance plan for Highway 1C ensures economic efficiency and technical requirements Keywords: Management; exploited; maintenance; road surface; effective MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .2 Mục tiêu nghiên cứu 4.1 Mục tiêu tổng quát 4.2 Mục tiêu cụ thể Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài Tổng quan tài liệu nghiên cứu CHƯƠNG I HỆ THỐNG QUẢN LÝ KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG VÀ THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ KHAI THÁC HỆ THỐNG MẶT ĐƯỜNG TRÊN CÁC TUYẾN GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HỊA NĨI CHUNG VÀ TUYẾN QUỐC LỘ 1C NÓI RIÊNG .3 1.1 Một số khái niệm quản lý khai thác đường .3 1.1.1 Quản lý tài sản hạ tầng giao thông 1.1.2 Khai thác đường 1.1.3 Quản lý đường 1.2 Hệ thống quản lý khai thác mặt đường 1.3 Ảnh hưởng chất lượng mặt đường đến điều kiện khai thác đường 1.3.1 Chức mặt đường .5 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khai thác mặt đường phương pháp xác định 1.4 Bảo trì cơng trình đường tác động cơng tác bảo trì mặt đường đến chất lượng khai thác mặt đường 11 1.4.1 Bảo trì cơng trình đường 11 1.4.3 Các lợi ích mang lại làm tốt cơng tác bảo trì mặt đường kể đến sau 13 1.5 Các loại hư hỏng mặt đường nhựa phương pháp đánh giá 14 1.5.1 Vỡ mép lề đường (cóc gặm) 14 1.5.2 Lún, sụp mặt đường 14 1.5.3 Bong tróc vật liệu bề mặt 15 1.6 Các giải pháp kỹ thuật bảo trì mặt đường nhựa: 19 1.6.1 Phun sương nhựa lỏng (“Fog seal”) 19 1.6.2 Láng nhựa mỏng (“Chip seal”) 19 1.6.3 Láng vữa nhựa nguội (“Slurry seal”) 19 1.6.4 Láng nhựa nhựa đường polyme 20 1.6.5 Giải pháp tái sinh nguội máy tái sinh 20 1.6.6 Giải pháp rải thêm lớp bê tơng nhựa nóng 20 1.6.7 Sửa chữa mặt đường BTN vật liệu Carboncor Asphalt 20 1.7 Các phương pháp đánh giá tình trạng mặt đường 21 1.7.1 Căn vào mức độ hư hỏng mặt đường .21 1.7.2 Đánh giá theo ASTM D6433-07 23 1.7.3 Phương pháp đánh giá dựa số PCR 23 1.8 Thực trạng quản lý khai thác mặt đường nói chung tuyến đường Quốc lộ 1C, tỉnh Khánh Hịa nói riêng 24 1.8.1 Những tồn hạn chế công tác quản lý, khai thác mặt đường .25 1.8.2 Những nguyên nhân tồn hạn chế 25 1.9 Thực trạng tuyến Quốc lộ 1C nay: 25 1.10 Kết luận Chương I: 32 Chương KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA 33 2.1 Giới thiệu 33 2.2 Nội dung phương pháp khảo sát 33 2.3.1 Độ phẳng (TCVN 8864:2011) 35 2.3.3 Độ nhám mặt đường (TCVN 8866:2011) 36 2.3.3 Cường độ mặt đường (TCVN 8867:2011) 39 2.3.4 Đánh giá tình trạng khai thác mặt đường qua kết thí nghiệm 51 2.4 Đánh giá tình trạng mặt đường tuyến Quốc lộ 1C dựa kết khảo sát hư hỏng 52 2.4.1 Kết khảo sát tình trạng hư hỏng mặt đường 52 2.6 Kết luận chương 67 CHƯƠNG III XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BẢO TRÌ MẶT ĐƯỜNG NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC CHO TUYẾN QUỐC LỘ 1C 68 3.1 Đặt vấn đề .68 3.2 Phân tích chi phí vịng đời (LCCA) 69 3.2.1 Khái niệm LCCA 69 3.2.2 Xác định chi phí vịng đời dự án 69 3.3 Phát triển hệ thống lập kế hoạch bảo trì mặt đường .70 3.3.1 Sự cần thiết phát triển hệ thống lập kế hoạch bảo trì mặt đường 70 3.3.2 Các điều kiện thiết lập cho hệ thống lập kế hoạch bảo trì mặt đường 71 3.3.3 Mơ hình dự báo thay đổi tình trạng mặt đường theo PCI 72 3.4 Đề xuất phương án, lập kế hoạch bảo trì nâng cao hiệu khai thác mặt đường Quốc lộ 1C .73 3.5.2 Đề xuất phương án bảo trì mặt đường Quốc lộ 1C .74 3.5.3 Đề xuất phương án bảo trì đánh giá hiệu kinh tế dựa phân tích chi phí vịng đời .75 3.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu quản lý chất lượng khai thác mặt đường 82 3.5.2 Giải pháp tổ chức quản lý bảo trì 85 3.6 Kết luận chương 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .90 Kết luận 90 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Thời hạn sửa chữa vừa sửa chữa lớn [8] 13 Bảng Phân loại đánh giá chất lượng đường .21 Bảng Đánh giá tình trạng mặt đường theo trị số PCR 24 Bảng 10 Lịch sử sửa chữa bảo trì tuyến Quốc lộ 1C giai đoạn 2011 – 2018 .26 Bảng 2.4 Kết đo độ phẳng 35 Bảng 2.5 Tỷ lệ % số khe hở mặt đường thước dài 3m 36 Bảng Kết đo độ nhám đoạn: Km0+000 – Km3+000 .38 Bảng Kết đo độ nhám đoạn: Km3+000 – Km5+000 .38 Bảng Kết đo độ nhám đoạn: Km11+000 – Km17+000 39 Bảng Thống kê hư hỏng Đoạn Km 8+500 - Km8+750 52 Bảng 2 Thống kê hư hỏng Đoạn KM11+060 – KM11+350 .54 Bảng 3.1 Phân loại đường theo tiêu chuẩn Việt Nam 71 Bảng 3.2 Tiêu chuẩn đánh giá hư hỏng mặt đường 72 Bảng 3.3 Quan hệ STI chi phí bảo trì định kỳ 73 Bảng 3.4 Thay đổi PCI theo thời gian 76 Bảng 3.5 Thay đổi trị số PCI theo thời gian khai thác (Phương án bảo trì 1) .78 Bảng 3.6 Thay đổi trị số PCI theo thời gian khai thác (Phương án bảo trì 2) .81 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 Thiết bị đo độ phẳng IRI công nghệ đầu đo gia tốc gắn trục ô tô - Roughomet Hình Phương pháp rắc cát Hình Phương pháp lắc Anh 10 Hình Xác định mơ đun đàn hồi mặt đường cần đo Benkenman 11 Hình Hư hỏng mặt đường bong tróc bề mặt 15 Hình Nứt dọc 16 Hình Nứt mỏi 17 Hình Ổ gà sau vá .18 Hình Láng vữa nhựa nguội 20 Hình 10 Đánh giá tình trạng mặt đường 23 Hình 1: Đo cường độ mặt đường .40 Hình 2 Đo cường độ mặt đường 41 Hình Bong tróc mặt nhựa đoạn KM8+500 - KM8+750 53 Hình Vết nứt mai rùa, mức độ vừa đoạn KM8+500 - KM8+750 .54 Hình Vá ổ gà lý trình KM11+060 – KM11+350 58 Hình Nứt mặt nhựa đoạn KM11+060 – KM11+350 59 Hình Nứt mai rùa đoạn KM11+060 – KM11+350 59 Hình Đo tốc độ xe chạy 65 Hình Xe 16 chỗ ngồi 79B – 026.90 Km8+750 lúc 10h35 65 Hình 10 Xe 79C – 111.51 Km8+750 lúc 10h32 66 Hình 11 Xe tải 79C 127.21 Km8+750 lúc 10h28 .66 Hình 3.1 Thay đổi tình trạng mặt đường theo thời gian .68 Hình 3.1 Kết tính tốn cường độ áo đường sau thảm tăng cường 8cm BTN 75 Hình Biểu đồ thay đổi PCI theo thời gian 76 Hình 3 Kết tính toán cường độ áo đường thảm phủ 4cm 77 Hình Biểu đồ thay đổi số PCI theo phương án bảo trì 79 Hình Kết tính toán cường độ áo đường thảm phủ 7cm 80 Hình Kết tính tốn cường độ áo đường thảm phủ 7cm 80 Phụ lục 3: Kết đo chi tiết độ phẳng đoạn Km11+000 – Km17+000 TT Vị trí kiểm tra cm (mm) 1 Km11 + 000 Km11 + 000 Km11 + 000 Km11 + 600 Km11 + 600 Km11 + 600 Km12 + 200 Km12 + 200 Km12 + 200 Km12 + 850 Km12 + 850 Km12 + 850 Km13 + 400 Km13 + 400 Km13 + 400 Km13 + 950 Km13 + 950 Km13 + 950 Km14 + 650 Km14 + 650 Km14 + 650 Km15 + 200 Km15 + Khe hở điểm đo cách đầu cần 100c 150c 200c 250c 50cm m m m m (mm (mm) (mm) (mm) (mm) ) (mm) Tổn g số điểm  3mm Tổn g số điểm > 3mm 10 11 21 18 20 19 19 17 20 19 300c m bên trái 0,2 1,2 1,7 tim 1,6 0,6 1,5 1,3 0,5 bên phải 1,8 1,3 1,9 2,2 1,6 1,1 2,8 2,5 2,5 tim 1,3 2,5 1,5 3,5 1,4 bên phải 3,5 1,5 1,5 bên trái 1,2 1,5 1,5 tim 1,5 1,5 3,5 1,8 bên phải 2,5 1,5 2,5 2 1,2 bên trái 2 2 tim 2,6 2,5 3,5 1 bên phải 2,3 1 3,5 1,5 2,5 tim 2,1 2,5 3,5 2,5 1,5 2,8 bên phải 1,9 3,5 2,5 2 2,6 bên trái 1,6 0 tim 1,1 3,5 4,1 3,5 1,5 1,3 bên phải 0,2 2,5 1,9 bên trái 1,8 2,5 2,2 tim 1,9 2,5 2,5 2,5 2,7 bên phải 2,5 2,5 2 bên trái 2,3 2 1,8 tim 2,7 2,5 2,5 3,5 0,6 bên trái bên trái TT Vị trí kiểm tra Tổn g số điểm  3mm Tổn g số điểm > 3mm 20 18 Tổng số điểm đo 191 19 Phần trăm tổng số điểm đo (%) 91,0 9,0 cm (mm) 10 200 Km15 + 200 Km15 + 900 Km15 + 900 Km15 + 900 Km16 + 750 Km16 + 750 Km16 + 750 bên phải Khe hở điểm đo cách đầu cần 100c 150c 200c 250c 50cm m m m m (mm (mm) (mm) (mm) (mm) ) 300c m (mm) 2 2,3 bên trái 1,8 1,5 2 1,4 tim 0,9 2,5 2,5 1,7 bên phải 1,7 1,5 2,5 2 2,8 3,5 1,5 2,5 1,6 tim 1,5 2,5 3,5 1,3 bên phải 2 0 bên trái ... ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN THANH SƠN ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KHAI THÁC VÀ LẬP KẾ HOẠCH BẢO TRÌ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG CHO TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã... hiểu, tác giả hoàn thành Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: ? ?Đánh giá tình trạng khai thác lập kế hoạch bảo trì kết cấu mặt đường cho tuyến đường Quốc lộ 1C tỉnh Khánh Hòa? ?? Lời tác giả bảy tỏ lòng... mặt đường cho đường Quốc lộ 1C, tỉnh Khánh Hòa 33 Chương KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1C, TỈNH KHÁNH HÒA 2.1 Giới thiệu Đường quốc lộ 1C dài 17km có