GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SỮA CHỮA KHẮC PHỤC HƯ HỎNG, LÚN TRỒI, HẰN LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TS Nguyễn Mạnh Hùng

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI BITUM BỌT KẾT HỢP XI MĂNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SỮA CHỮA KHẮC PHỤC HƯ HỎNG, LÚN TRỒI, HẰN LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TS Nguyễn Mạnh Hùng (1) KS Đinh Nho Liêm KS Nguyễn Ngọc Duy TP Hồ Chí Minh 2018 ĐẶT VẤN ĐỀ  Tái chế nguội gì?  Hư hỏng mặt đường BTN sớm xảy đưa đường vào khai thác?  Nguyện vọng chủ đầu tư?  TCN BTB+XM đảm nhận nhiệm vụ gì?  Điều kiện cơng nghệ 2 TÁI CHẾ NGUỘI BITUM BỌT VÀ XI MĂNG (TCN BTB + XM)  Công nghệ thi công TCN BTB + XM Cào bóc đánh tơi Thêm phụ gia Trộn Đầm nén Trải lớp mặt BTNN CÔNG THỨC TÁI CHẾ NGUỘI Chất kết dính Bê tơng nhựa cấp phối móng cũ + Hỗn hợp vật liệu sau xay phối trộn Xi măng Bitum bọt Nước = Hỗn hợp tái sinh liên kết chặt liền khối Quá trình tạo Bitum bọt Nhựa đường nóng Nước Khí Bitum bọt Bề mặt tiếp xúc lớn cho phép bọt bitumen với cốt liệu sau cào lên trộn DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ TÁI CHẾ NGUỘI QL1 - Bình Định MẪU KHOAN HIỆN TRƯỜNG  Các tiêu kỹ thuật đạt CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐẠT ĐƯỢC Chỉ tiêu kỹ thuật gồm mô đun đàn hồi Etcn, Rits khô ướt hỗn hợp vật liệu TCN đúc mẫu thí nghiệm (TN) phịng từ mẫu khoan trường thi công Kết TN tập hợp bảng 1.Chỉ tiêu kỹ thuật đáp ứng tiêu chuẩn hành châu Âu [ ] Bảng1.Chỉ tiêu kỹ thuật đạt vật liệu TCN BTB + XM (giá trị trung bình) STT Nguồn gốc mẫu Mẫu đúc phòng TCN 2,5%BTB+1,5%XM H TCN (cm) (*) Etcn (MPa) 30°C 695,20 Rits (MPa) 25°C Khô Ướt 0,376 0,369 60°C - RitsW/ RitsD =0,98 Mẫu khoan QL1, Long An TCN 2,5 (2,6)%BTB+1,5%XM 22 588,20 378,93 Mẫu khoan đèo Cù Mông, Bình Định TCN 2,7%BTB+1,5%XM 22 590,64 397,41 0,51 RitsW/ RitsD =0,98 0,81 Mẫu TN E có H=D=10cm, mẫu TN Rits có H=63,5mm - RitsW RitsD độ bền ép chẽ ướt khô 0,75 RitsW/ RitsD =0,92 Ghi chú: (*) Vật liệu cơng trình QL1 Cầu vượt An Sương-Cầu vượt An Lạc - 0,50 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHẮC PHỤC HƯ HỎNG, LÚN TRỒI, HLVBX TRÊN MẶT ĐƯỜNG BTN QL1A  Giải pháp đề xuất ĐIỀU KIỆN KIỂM TỐN  Kiểm tốn kết cấu đề xuất theo TP3/2009 Trục xe tiêu chuẩn dẫn kỹ thuật trục xe 10t với p = 0,60 MPa, trục tiêu chuẩn thứ hai nặng 115kN (11,5t) với p = 0,65MPa Điều kiện kiểm toán theo TP3/2009 tương đồng với 22TCN211-06 Trạng thái ứng suất biến dạng lớp kết cấu áo đường xác định theo chương trình Alize Lcpc Pháp, thay chạy theo chương trình LAYMED Slovakia Kết cấu mặt đường cần kiểm toán điều kiện: a) Ứng suất chịu kéo uốn lớn (mang dấu -) sinh mặt đáy lớp vật liệu liền khối b) Độ bền học tính kháng mỏi móng vật liệu rời CPĐD c) Ứng suất pháp σz tác dụng xuống đường; d) Độ võng đàn hồi cho phép CỤ THỂ CHO KHU VỰC PHÍA NAM ▪ Điều kiện a) đánh giá qua hệ số sử dụng đường SV ứng với nhiệt độ tính tốn mùa BTN t°=30 °C: SV =  r ,max S N Rku 1 (1) Trong đó:  r , max ứng suất chịu kéo uốn sinh mặt đáy lớp kiểm toán liền khối chịu tác động tải trọng tiêu chuẩn; hệ số mỏi lớp vật liệu kiểm toán; SN Rku ▪ độ bền kéo uốn tính tốn vật liệu lớp kiểm tốn Điều kiện b) đánh qua hệ số SV f vật liệu hạt rời: SV f = r CPĐ D 0,85.Rku (2) Trong đó: r ứng suất kéo uốn đáy lớp vật liệu hạt rời sinh tác dụng trục xe tiêu chuẩn; CPĐ D Rku độ bền chịu kéo uốn vật liệu CPĐD CỤ THỂ CHO KHU VỰC PHÍA NAM ▪ Điều kiện c) đánh qua trị số σz tác dụng xuống đường sinh tải trọng trục xe tiêu chuẩn so với ứng suất cho phép σz,,chf σz ≤ σz,chf (3) Trong đó:  z,chf E0 Nc ▪ 3,46.10−3.E0 = + 0,7 log Nc (4) mô đun đàn hồi đường mùa bất lợi; tổng trục xe tiêu chuẩn tích lũy suốt niên nạn thiết kế đường Điều kiện d) đánh qua trị số mơ đun đàn hồi chung tính tốn mặt tồn kết cấu: P.a (5) E ch = 2.(1 −  ) y max Trong đó: P áp lực tính tốn tác dụng lên mặt đường; a bán kính đường trịn tương đương vệt tiếp xuc bánh xe; µ hệ số Pốt xơng kết cấu áo đường; Ymax độ võng đàn hồi lớn bề mặt kết cấu áo đường CHỈ TIÊU KỸ THUẬT DÙNG TRONG TÍNH TỐN Trình tự lớp áo đường sửa chữa hình có tiêu kỹ thuật dùng tính tốn kết cấu mặt đường t° = 30 °C sau: - Lớp BTNP 12,5: E3 = 600MPa, µ =0,40, Rku = 1,30MPa; - Lớp TCN BTB+XM: E2 = 470MPa, µ =0,35, Rku = 0,35MPa; - Lớp CPĐD: E1 = 280MPa, µ =0,30, Rku = 0,07MPa; - Nền đường: E0 = 42MPa, µ =0,4 KIỂM TỐN KẾT CẤU Sơ đồ, tiêu kỹ thuật kết tính ứng suất, biến dạng (liên kết lớp chặt chẽ) Ứng suất biến dạng tính theo Alize Lcpc Pháp KẾT QUẢ KIỂM TỐN Q/2=5,0t D=33cm Q/2=6,0t D=36cm Diễn giải kiểm tốn p=0,60MPa p=0,60MPa (-)0,062MPa (-)0,066MPa 1.Điều kiện chịu kéo uốn đáy lớp vật liệu liền khối - Trị số σr,max đáy lớp TCN BTB + XM: Cơng thức tính: Trong đó: SV =  r ,max SV = SN.Rku  r ,max SN.Rku + Hệ số sử dụng: SV = 0,9 (cho đường cấp III, IV,V) SV = 0,9 (cho đường cấp III, IV,V) + Hệ số mỏi lớp TCN: SN = 0,95-0,11.logNc SN = 0,95-0,11.logNc + Độ bền chịu kéo uốn vật liệu TCN: Rku = 0,35MPa Rku = 0,35MPa + Log số 10 tổng trục xe thiết kế: LogNc= 0,855.Rku −  r ,max 0,099.Rku - Xác định tổng trục xe thiết kế: Nc=7,0106 LogNc= 0,855.Rku −  r ,max 0,099.Rku Nc=5,4.106 KẾT QUẢ KIỂM TỐN 2.Điều kiện làm việc móng vật liệu rời (CPĐD) - Trị số σr đáy lớp CPĐD: Công thức tính: Trong đó: + Điều kiện hệ số sử dụng vật liệu CPĐD: + Độ bền kéo uốn biểu kiến CPĐD: - Kết tính: (-) 0,051MPa SVf = r 0,85.RkuCPĐP (-) 0,060MPa SVf = r 0,85.RkuCPĐP SVf ≤ SVf ≤ RkuCPĐD = 0,07MPa RkuCPĐD = 0,07MPa SVf =0,860,015 đạt σz,chf =0,025>0,017 đạt 75,1 mm/100 86,0 mm/100 Độ võng đàn hồi cho phép - Độ võng đàn hồi lớn ymax: - Cơng thức tính mơ đun đàn hồi chung tính tốn: Trong đó: + Bán kính đường trịn tương đương vệt tiếp xúc bánh xe: + Áp lực bánh xe tính tốn lên mặt đường: + Hệ số Pốt xơng - Kết tính E ch = 2.(1 −  ) P.a y max E ch = 2.(1 −  ) P.a y max a =16,50cm a = 18,00cm p = 0,60MPa p = 0,60MPa µ = 0,32 µ = 0,32 Ech,tt = 236,65MPa Ech,tt = 206,66MPa NHẬN XÉT  Điều kiện làm việc móng vật liệu hạt CPĐD ứng suất pháp σz tác dụng xuống đường đạt  Độ võng đàn hồi cho phép ymax = 75,1 mm/100 (trục 10t) 86,0mm/100 (trục 12t) phản ánh phù hợp với đường cấp III (như QL.1A).Mô đun đàn hồi chung tính tốn đạt Ech > 200MPa KẾT LUẬN  TCN giải pháp kỹ thuật mang lại hiệu cao sửa chữa cải tạo, nâng cấp đường ô tô TCN cho thấy mạnh áp dụng công nghệ chuyên dùng đại, tân tiến giúp thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh môi trường  Giải pháp kỹ thuật sửa chữa khắc phục hư hỏng, lún trồi, HLVBX mặt đường BTN công nghệ TCN BTB+XM, mặt phủ BTNP chứng tỏ khả mang lại kết cấu áo đường đáp ứng lưu lượng xe lớn, chịu tải trọng nặng Điều phù hợp với cơng trình mà Cơng ty TNHH Infrasol tham gia sửa chữa Cụ thể gần là:  - Áp dụng TCN BTB+XM, mặt phủ BTNP sửa chữa đường Nguyễn Thị Định cảng Cát Lái Hồ Chí Minh  - Đang thi công TCN BTB+XM, mặt phủ BTNP sửa chữa hư hỏng mặt đường QL.1A đoạn qua tỉnh Bình Định ➢ Kiểm toán theo TP3/2009 cho thấy khả kiểm soát tốt kết cấu sửa chữa khắc phục hư hỏng mặt đường BTN.Người thiết kế tìm thơng số kỹ thuật hợp lý chiều dày lớp TCN , chiều dày lớp mặt BTN loại nhựa đường dính kết đáp ứng tốt với tải trọng cấp đường khai thác ➢ Bộ GTVT ban hành qui định tạm thời thiết kế, thi công nghiệm thu lớp tái sinh nguội bê tông nhựa chỗ bi tum bọt xi măng kết cấu áo đường tơ[5] Đó sở pháp lý cho phép triển khai đại trà [ ] MẶT ĐƯỜNG TRƯỚC VÀ SAU TÁI CHẾ Mặt đường hư hỏng Lớp Bê tơng nhựa Lớp cấp phối móng Đường phục hồi Lớp thảm mỏng Lớp tái sinh nguội Lớp cấp phối móng Lớp đất Phục hồi cấu trúc mặt đường hư hỏng Lớp đất MẶT ĐƯỜNG HỒN THIỆN TÁI CHẾ - QL1 BÌNH ĐỊNH TÁI CHẾ NGUỘI GIẢI PHÁP PHỤC HỒI KẾT CẤU, TỐT HƠN CHO ĐƯỜNG GIAO THÔNG