1. Độ bằng phẳng mặt đ−ờng:
Đ−ợc định nghĩa lμ sai lệch cao độ theo ph−ơng thẳng đứng của bề mặt mặt đ−ờng so với một mặt chuẩn, phản ảnh biến dạng lồi lõm của mặt đ−ờng, lμ một tham số chẩn đoán chắc chắn chất l−ợng của đ−ờng, lμ nguyên nhân chủ yếu gây ra cảm giác khơng bằng phẳng, gây xóc cho ng−ời lái xe vμ ảnh h−ởng đến chất l−ợng hμng hoá chuyên chở cũng nh− chi phí bảo d−ỡng xe cộ.
2. Độ bằng phẳng quốc tế IRI:
Độ bằng phẳng Quốc tế IRI đ−ợc định nghĩa lμ một mô phỏng tốn học của sự phản ứng xóc của ơ tơ chuẩn “ Golden car “ khi chạy dọc theo một mặt cắt dọc của đ−ờng với tốc độ 80 km/h bằng việc sử dụng mơ hình mơ phỏng 1/4 xe "quater-car ".
Ưu điểm nổi bật của chỉ số IRI ở chỗ nó lμ một số đo ổn định theo thời gian vμ có thể chuyển đổi đ−ợc với số đo trắc dọc tuyệt đối của đ−ờng, trên một vệt bánh xe. Việc sử dụng IRI trên toμn thế giới lμm cho yếu tố hoμ nhập giữa các n−ớc châu Âu, châu Mỹ vμ châu á trở nên dễ dμng.
Đơn vị đo của IRI lμ m/km. IRI cμng cao thì mặt đ−ờng cμng kém bằng phẳng.
Nhóm 1: Loại thiết bị đo độ bằng phẳng kiểu trực tiếp
Bao gồm các thiết bị có khả năng đo đ−ợc tuần tự, liên tiếp các trị số cao độ mặt cắt dọc của đ−ờng với vận tốc cao vμ có thể thay đổi trong khoảng từ 30 km/h đến 130 Km/h. Thông qua phần mềm chuyên dụng để xử lý kết quả đo vμ đ−a ra đ−ợc trực tiếp chỉ số IRI.
Trong quá trình đo, cứ mỗi hμnh trình 50 mm, hệ thống đo đồng thời đo đ−ợc 4 thông số sau: - Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo với mặt đ−ờng;
- Gia tốc thẳng đứng của đầu đo;
- Thời gian vμ quãng đ−ờng khi 2 đầu đo thu nhận giá trị của 2 thông số trên.
Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo vμ mặt đ−ờng đ−ợc xác định dựa trên nguyên lý laser, siêu âm hoặc quang học ( tuỳ thuộc vμo loại thiết bị ) bao gồm cả 2 thơng số lμ hình dạng mặt cắt dọc bề mặt mặt đ−ờng vμ chuyển dịch thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi chạy trên mặt đ−ờng không bằng phẳng. Bộ phận đo gia tốc thẳng đứng có tác dụng loại trừ ảnh h−ởng chuyển động thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi chạy. Chính vì vậy, kết quả cuối cùng đ−a ra đ−ợc thơng số mặt cắt dọc chính xác của đ−ờng.
Độ bằng phẳng IRI sẽ đ−ợc phần mềm chuyên dụng tự động xử lý tính tốn vμ đ−a ra trực tiếp giá trị IRI trên 2 vệt bánh xe vμ giá trị IRI trung bình của lμn xe theo mơ hình tốn học 1/4 xe trên các khoảng chiều dμi đ−ờng tuỳ chọn ( thông th−ờng từ 100 m đến 1000 m ).
Nhóm 2 : Loại thiết bị đo độ bằng phẳng theo kiểu phản ứng
Bao gồm các loại xe đo có khả năng đo đ−ợc sự dịch chuyển thẳng đứng t−ơng đối giữa thân xe vμ trục bánh xe ( độ xóc cộng dồn ) trên cơ sở phản ứng vơí sự khơng bằng phẳng của mặt đ−ờng khi xe đo có gắn thiết bị chạy dọc trên đ−ờng. Th−ờng gọi nhóm nμy lμ hệ thống đo độ bằng phẳng kiểu phản ứng. Các só liệu xóc cộng dồn khi xe chạy đ−ợc ghi lại trên băng giấy hoặc các tệp tin l−u trữ trên máy tính.
Điển hình của loại thiết bị đo nhóm nμy có thể kể đến: Mays Ride Meter ( Mỹ ), TRL Bump Intergrator Unit ( Anh ) hoặc các thiết bị có tính năng t−ơng tự.
Mặc dù loại thiết bị nμy có tốc độ đo cao, nh−ng có nh−ợc điểm lμ: mỗi loại thiết bị có th−ờng có các thang độ đo khác nhau, thuộc tính động lực khác nhau vμ không ổn định với thời gian. Ngoμi ra, các kết quả đo xóc của các thiết bị đo phản ứng nμy không trực tiếp đ−a ra đ−ợc giá trị IRI, vì vậy cần thiết phải tiến hμnh chuyển đổi kết quả đo xóc về IRI trên cơ sở t−ơng quan thực nghiệm bằng việc sử dụng các thiết bị định chuẩn IRI.
Các loại thiết bị định chuẩn IRI phải có các tính năng kỹ thuật sau:
• Đo đ−ợc mặt cắt dọc của đ−ờng một cách tuần tự, liên tục với các b−ớc đo không đổi ( thông th−ờng hoặc 100mm, hoặc 300 mm, hoặc 1 inch ).
• Độ chính xác của phép đo cao độ phải nhỏ hơn hoặc bằng 0, 5 mm.
• Có bộ vi xử lý để thu thập, l−u trữ số liệu đo. Kết quả đo đ−ợc tự động xử lý thông qua phần mềm chuyên dụng để đ−a ra giá trị IRI trên đoạn đã đo.
Các thiết bị loại nμy có thể lμ Dipstick, TRL Profile Beam... hoặc các loại thiết bị khác có tính năng t−ơng tự.
VIII.6.2. Nguyên tắc thực hiện việc kiểm tra độ bằng phẳng IRI
Nhìn chung, ph−ơng pháp thí nghiệm đo độ bằng phẳng mặt đ−ờng theo IRI đ−ợc thực hiện ở Việt nam thông qua các Dự án với TVGS n−ớc ngoμi nh− Dự án QL1, QL5. Do chất l−ợng thi cơng mặt đ−ờng thể hiện rất rõ thơng qua thí nghiệm IRI nên hiện nay các cơ quan chức năng
đã đề xuất áp dụng hạng mục thí nghiệm IRI vμo trong công tác nghiệm thu rộng rãi trên tất cả các Dự án.
Hiện nay, đang tiến hμnh biên soạn Tiêu chuẩn ngμnh về quy trình đo độ bằng phẳng mặt đ−ờng theo IRI vμ tiêu chuẩn đánh giá chất l−ợng mặt đ−ờng thông qua IRI.
Nguyên tắc thực hiện việc kiểm tra độ bằng phẳng mặt đ−ờng theo IRI nh− sau:
Với các Dự án xây dựng đ−ờng ô tô vay vốn n−ớc ngoμi, các Dự án xây dựng đ−ờng ô tô vay vốn trong n−ớc có quy định cụ thể hạng mục kiểm tra độ bằng phẳng IRI trong “ Chỉ dẫn kỹ thuật “ của Hồ sơ thầu thì bắt buộc phải tiến hμnh kiểm tra trong b−ớc nghiệm thu tổng thể.
Với các Dự án xây dựng đ−ờng ô tô vay vốn trong n−ớc, trong “ Chỉ dẫn kỹ thuật “ của Hồ sơ thầu không quy định cụ thể hạng mục kiểm tra độ bằng phẳng IRI thì tuỳ thuộc vμo tính chất cơng trình vμ điều kiện thi công thực tế, các cơ quan chức năng sẽ quyết định. -
Tiêu chuẩn đánh giá chất l−ợng độ bằng phẳng IRI có thể dựa theo yêu cầu của “ Chỉ dẫn kỹ thuật “, thông th−ờng với đ−ờng xây dựng mới thì IRI ≤ 2, với đ−ờng nâng cấp thì IRI
≤ 3.
VIII.6.3. đo độ bằng phẳng mặt đ−ờng bằng thiết bị đo kiểu trực tiếp
VIII.6.3.1. Quy trình thí nghiệm
Quy trình thí nghiệm:
N−ớc ngoμi: ASTM E950, ASTM E1364
Các h−ớng dẫn sử dụng thiết bị liên quan. Việt nam: Quy trình thí nghiệm ( đang biên soạn ) Tiêu chuẩn đánh giá:
N−ớc ngoμi: HDM3 ( Ngân Hμng Thế Giới )
Việt nam: Tiêu chuẩn đánh giá ( đang biên soạn )
VIII.6.3.2. Trình tự tiến hμnh
Bao gồm các b−ớc sau:
B−ớc 1. Công tác chuẩn bị
Sau khi lắp đặt thiết bị theo “ H−ớng dẫn sử dụng “ kèm theo, tr−ớc khi tiến hμnh thí nghiệm, cần thiết phảitiến hμnh kiểm tra độ tra các bộ phận đo của thiết bị nhằm đảm bảo độ chính xác cho phép. Công tác chuẩn bị bao gồm:
1. Kiểm tra bộ phận đo cao độ:
Việc kiểm tra bộ phận đo cao độ đ−ợc tiến hμnh theo đúng trình tự của “ H−ớng dẫn sử dụng “ vμ các quy trình thí nghiệm liên quan.
Cần phải kiểm tra tr−ớc về tình trạng lμm việc của bộ phận đo cao độ để đảm bảo thiết bị hoạt động tốt, không mắc sai số.
Sai số của phép đo phải nhỏ hơn ± 0.5 mm 2. Kiểm tra bộ phận đo gia tốc
Sai số của phép đo phải nhỏ hơn 0.5 mm/s2. 3. Kiểm tra bộ phận đo hμnh trình
Việc kiểm tra bộ phận đo hμnh trình đ−ợc tiến hμnh theo đúng trình tự của “ H−ớng dẫn sử dụng “ vμ các quy trình thí nghiệm liên quan. Thơng th−ờng việc kiểm tra đ−ợc tiến hμnh nh− sau:
Lựa chọn một đoạn đ−ờng thẳng, độ dốc dọc nhỏ hơn 3%, chiều dμi ít nhất 1000m. Tiến hμnh đo chính xác chiều dμi bằng thứơc thép hoặc th−ớc vải. Đánh dấu điểm đầu vμ điểm cuối của đoạn đo bằng sơn.
Chạy xe ít nhất 3 lần trên đoạn đ−ờng thẳng đó. Ghi lại số đọc của thiết bị đo khoảng cách mỗi lần chạy.
So sánh giữa giá trị trung bình của các số đọc của thiết bị với chiều dμi thực. Nếu sai số trong khoảng ±1% thì thiết bị đo khoảng cách hμnh trình của xe đo đ−ợc chấp nhận. Nếu sai số v−ợt quá giá trị cho phép cần thiết phải tiến hμnh kiểm tra lại hoặc hiệu chính thiết bị thơng qua phần mềm điều khiển thiết bị.
4. Kiểm tra bộ phận đo tốc độ
Việc kiểm tra bộ phận đo tốc độ xe chạy đ−ợc tiến hμnh theo đúng trình tự của “ H−ớng dẫn sử dụng “ vμ các quy trình thí nghiệm liên quan. Thơng th−ờng việc kiểm tra đ−ợc tiến hμnh nh− sau:
Lựa chọn một đoạn đ−ờng thẳng, độ dốc dọc nhỏ hơn 3%, chiều dμi ít nhất 1000m. Tiến hμnh đo chính xác chiều dμi bằng thứơc thép hoặc th−ớc vải. Đánh dấu điểm đầu vμ điểm cuối của đoạn đo bằng sơn.
Chạy xe với tốc độ không đổi ít nhất 3 lần trên đoạn đ−ờng thẳng đã đo. Dùng đồng hồ bấm dây ghi lại thời gian của mỗi lần chạy, tính tốc độ thực của mỗi lần chạy. Ghi lại số đọc tốc độ trên thiết bị đo vận tốc của xe t−ơng ứng với mỗi lần chạy.
So sánh giá trị trung bình của số đọc trên thiết bị đo vận tốc với vận tốc trung bình thực của các lần chạy. Nếu sai số nằm trong khoảng ±3,0 km/h thì thiết bị đo đ−ợc chấp nhận, nếu sai số v−ợt quá giá trị trên thì cần thiết phải kiểm tra, định chuẩn lại thiết bị.
Phần mềm quản lý thiết bị đo nμy phải có khả năng hiển thị vận tốc đo, đánh dấu các số liệu đ−ợc thu nhận tại thời điểm vận tốc nằm ngoμi phạm vi cho phép.
Ghi chú: Hạng mục kiểm tra nμy có thể đ−ợc bỏ qua khi thiết bị có phần mềm đ−a ra đ−ợc vân tốc chạy xe ( hiển thị trên mμn hình ) trên cơ sở hμnh trình vμ thời gian chạy.
5. Kiểm tra xe
Tr−ớc khi bắt đầu một đợt thí nghiệm dμi ngμy cần lắp lốp mới vμ chạy tr−ớc vμi tuần.
Hμng ngμy, tr−ớc khi tiến hμnh thí nghiệm cần kiểm tra áp lực các bánh xe bằng đồng hồ đo áp lực nhằm đảm bảo áp lực của các bánh xe đo không đổi (thông th−ờng áp lực lốp bánh xe lựa chọn theo quy định của từng loại xe ở điều kiện xe chạy bình th−ờng ).
Đảm bảo tải trọng của xe không đổi đúng nh− đã đ−ợc dự kiến trong suốt q trình thí nghiệm.
Để đảm bảo an toμn, phải gắn đèn báo hiệu trên nóc xe.
B−ớc 2. Cơng tác thí nghiệm xác định độ bằng phẳng toμn tuyến
Chạy xe có gắn thiết bị đo độ bằng phẳng trên các lμn xe của tuyến cần đo. Trong q trình đo, máy tính sẽ tự động truy cập, xử lý vμ l−u trữ số liệu đo. Trong quá trình đo cần chú ý các vấn đề sau: