CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BẢO TRÌ SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG ÁP DỤNG TRÊN QL17 ĐOẠN QUA HUYỆN THUẬN THÀNH
3) Thiết kế hỗn hợp BTNC12,5 sử dụng thêm phụ gia SBS cho lớp trên
- Khi thiết kế BTNC12,5 vật liệu đầu vào vẫn giữ nguyên chỉ thay đá 10x25 bằng đá 10x20. Tốc độ phễu nguội cũng như độ mở của cửa gió vẫn giữ cố định.
Hình 3.22. Đá 10x20 dùng để sản xuất BTNC12,5
- Khi thiết kế hotbin sử dụng 3 bin để thiết kế BTNC12.5 với tỉ lệ các bin lần lượt là: 28; 36; 31; 5%. Hàm lượng phụ gia SBS bằng 5% khối lượng nhựa. Hàm lượng nhựa sử dụng là 4.1% theo hỗn hợp.
Hình 3.23. Đường cấp phối BTNC12,5 sau khi phối trộn hotbin Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm mẫu BTNC12,5 có sử dụng SBS
Loại BTN
Hàm lượng nhựa theo hỗn
hợp
Độ ổn định Marshall
Độ dẻo Marshall
Độ rỗng dư 5% SBS theo KL
nhựa % kN mm %
BTNC12.5+SBS 4.1 14.83 3.2 4.71
Hình 3.24. Kết quả thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe đạt 3.60 mm sau 40000 lượt trong môi trường nước ở 500C của BTNC12,5 sử dụng SBS
Ghi chú:
- Khoảng hàm lượng nhựa tối ưu có thể lựa chọn là 3.9% -:- 4.4% (tính theo khối lượng hỗn hợp). Căn cứ đoạn rải thử nghiệm sẽ quyết định HLN tối ưu phù hợp với công nghệ thi công của nhà thầu.
- Yêu cầu trong quá trình thi công, trạm trộn phải quay đường thu hồi bụi ra ngoài, không được sử dụng bụi thu hồi.
- Thành phần hạt của hỗn hợp bê tông nhựa phải dựa theo đường thiết kế của phòng thí nghiệm, sai số cho phép phải đúng theo quy định của tiêu chuẩn.
d) Kết quả thí nghiệm sau khi thi công
Kết quả thí nghiệm Marshall
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm Marshall mẫu khoan sau khi rải thử.
St t
Loại BTN
Hàm lượng
nhựa theo hỗn
Lý trình Vị trí
Độ chặt (%)
Độ ổn định Marsha
ll (kN)
Độ dẻo Marsh
all (mm)
Độ rỗng
dư mẫu 1
BTNC12, 5
4.1 +
SBS Km2+725
Lớ p trên
99.7 8.52 7.66
2 4.1 + 5,31
SBS Km2+840 99.0 9.61 6.83
3 4.0 +
SBS Km2+870 98.7 8.52 5.99
5,39
4 4.0 +
SBS Km3+000 99.8 9.14 6.75
5
BTNC19
3.9 +
SBS Km2+800
Lớ p trên
100.8 9.23 5.31
6 3.9 + 5,86
SBS Km2+850 101.0 9.42 6.44
7 3.9 +
SBS Km2+900 100.6 8.47 5.53
8 3.9 +
SBS Km2+940 101.3 10.95 7.37
9
BTNC19
4.1 Km2+765
Lớ p dư
ới
102.9 11.50 6.85 1 5,63
0
4.1 Km2+790 102.8 10.06 7.30
1 1
4.1 Km2+910 103.3 10.84 5.35
1 2
4.1 Km2+785 102.6 11.13 6.38
1 3
3.9 Km2+960 100.0 8.84 5.81
5,85 1
4
3.9 Km2+995 99.5 7.06 5.11
Ghi chú: Do chiều cao mẫu khoan khác với mẫu tiêu chuẩn (63,5mm), nhưng tiêu chuẩn hiện hành chưa có hệ số điều chỉnh và vẫn yêu cầu độ dẻo từ 1,5-4mm, do vậy chưa có cơ sở để đánh giá chất luợng độ dẻo của mẫu khoan.
Biểu đồ 3.1. Kết quả thí nghiệm độ ổn định Marshall BTNC12,5 lớp trên
Biểu đồ 3.2. Kết quả thí nghiệm độ ổn định Marshall BTNC19 lớp trên
Biểu đồ 3.3. Kết quả thí nghiệm độ ổn định Marshall BTNC19 lớp dưới
Đánh giá chất lượng mặt đường sau khi thi công: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm mặt đường sau khi thi công ở bảng 3.6, biểu đồ 3.2 và biểu đồ 3.3 thấy rằng độ ổn định Marshall, độ dẻo Marshall và độ rỗng dư mẫu đúc thỏa mãn theo quy trình hiện hành.
Kết quả thí nghiệm vệt hằn bánh xe mẫu khoan hiện trường Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm VHBX
St
t Loại BTN
Hàm lượng nhựa theo
hỗn hợp
Lý trình Vị trí
Kết quả thí nghiệm chạy 40.000 lượt trong môi trường
nước ở 50oC (mm)
1 BTNC12,
5 4.0 + SBS Km2+730 Lớp
trên
10.30
2 BTNC19 3.9 + SBS Km2+930 10.30
Hình 3.25. Kết quả thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe chạy 40000 lượt trong môi trường nước ở 500C của BTNC12,5+SBS và BTNC19+SBS
Biểu đồ 3.4. Kết quả thí nghiệm VHBX BTNC12,5+ SBS và BTNC19+ SBS
Đánh giá kết quả HLVBX sau khi thi công mặt đường
- Căn cứ vào kết quả thí nghiệm HLVBX tại các lý trình Km2+730 và Km2+930 được thể hiện ở bảng 3.7 và biểu đồ 3.4 ở trên thấy rằng chiều sâu HLVBX lớn nhất là 10.30mm (Kết quả thí nghiệm chạy 40.000 lượt trong môi trường nước ở 50oC) là đảm bảo
3.2.2.3. Đánh giá chất lượng sau khi đưa vào khai thác sử dụng
- Cụng tỏc theo dừi, đỏnh giỏ, đo đạc được tiến hành liờn tục trong thời gian gần 1 năm kể từ khi thi công xong lớp BTN +SBS trên QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành (Km0 –Km3. Nội dung chủ yếu bao gồm:
+ Quan sát, đánh giá thành phần dòng xe tải trên lưu thông trên tuyến đường.
+ Quan sát, đánh giá lưu lượng và tải trọng trục.
+ Kiểm tra tình trạng mặt đường để phát hiện các dạng hư hỏng nếu có.
+ Phân loại, đo đạc các dạng hư hỏng trên mặt bằng.
+ Đo đạc hiện tượng HLVBX.
+ Sau hơn một năm đưa vào sử dụng thì hiện tại mặt đường trên QL17 đoạn qua địa phận huyện Thuận Thành không thấy xuất hiện lún vệt bánh xe (Minh chứng thông qua thí nghiệm HLVBX ở bảng 3.7 và biểu đồ 3.4 ở trên).
a) Kết quả đo độ bằng phẳng mặt đường bằng thước 3m - Thời gian thực hiện: Ngày 12 tháng 03 năm 2016;
- Độ bằng phẳng mặt đường theo phương dọc được đo và xử lý theo tiêu chuẩn TCVN 8864:2011. Kết quả thí nghiệm được đưa ra tại Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Kết quả đo độ bằng phẳng bằng thước 3 mét
Khe hở <3m
m 3-5mm 5-7mm 7-
10mm
10- 15mm
15-
20mm >20mm Ghi chú Tỷ lệ
khe (%) 95.68 1.9 0 0 0 0 0
Hình 3.26. Kiểm tra thước 3m đảm bảo độ bằng phẳng b) Kết quả đo độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát - Thời gian thực hiện: Ngày 12 tháng 03 năm 2016;
- Độ nhám mặt đường bằng phương pháp rắc cát được đo và xử lý theo tiêu chuẩn TCVN 8866:2011. Kết quả thí nghiệm được đưa ra tại Bảng 3.9.
Bảng 3.9. Kết quả đo độ nhám bằng phương pháp rắc cát
TT Nội dung Đơn vị
Kết quả thí nghiệm Phương pháp thí nghiệm BTN + SBS
1 Độ nhám trung bình mm 0.52 TCVN 8866:2011
Hình 3.27. Đo độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát
- Nhận xét: Độ nhám đoạn tuyến đo bằng phương pháp rắc cát trung bình 0.52mm đáp ứng được điều kiện xe chạy với vận tốc ≥ 80Km/h.
3.3. Kết luận chương 3
Nội dung chương 3 nghiên cứu bao gồm:
Tổng quan về dự án QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành – Bắc Ninh, khảo sát thực địa một số hư hỏng mặt đường bê tông nhựa trên tuyến. Từ những phân loại hư hỏng mặt đường trên luận văn đưa ra các công nghệ bảo trì sửa chữa mặt đường áp dụng trên QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành phù hợp, cụ thể:
- Công nghệ tái sinh nguội mặt đường BTN TL-2000 (khắc phục hiện tượng mặt đường bong tróc, ổ gà, nứt chân chim).
- Công nghệ BTN sử dụng phụ gia dẻo nhiệt SBS (Khắc phục hiện tượng HLVBX mặt đường QL17 đoạn qua Thuận Thành – Bắc Ninh).
Từ kết quả thí nghiệm ở trên có thể thấy các giải pháp khắc phục hư hỏng mặt đường BTN trên QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành – Bắc Ninh đưa ra bước đầu đã mang lại hiệu quả.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. Kết luận
Nội dung đã thực hiện
Hệ thống đường bộ cấp cao và cao tốc ở nước ta đã và đang phát triển ngày một hoàn thiện, trong đó tỷ trọng của mặt đường bê tông asphalt chiếm phần lớn vì đây là loại vật liệu có chất lượng tốt. Kết cấu mặt đường bê tông asphalt là loại kết cấu mặt có tính toàn khối, độ phẳng, êm thuận và độ nhám cao. Điều này cho phép tăng tính tiện nghi của con đường trong quá trình khai thác.
Tuy nhiên, bê tông asphalt là loại vật liệu có tính đàn - nhớt - dẻo, ổn định nhiệt kém. Khi nhiệt độ thay đổi thì cấu trúc của nó thay đổi, dẫn đến các đặc trưng về cường độ và biến dạng cũng thay đổi theo. Ở nhiệt độ cao bê tông asphalt thể hiện tính dẻo, cường độ chịu nén rất kém, sức sống cắt thấp, biến dạng tăng. Vì vậy mặt đường dễ gây trượt, lượn sóng, hằn vết bánh xe, nổi nhựa trên mặt, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng khai thác và tuổi thọ của mặt đường. Còn khi ở nhiệt độ thấp, bê tông asphalt thể hiện tính giòn, khả năng chịu kéo kém, dễ nứt, phá hoại mặt đường.
Do bê tông asphalt sử dụng chất kết dính bitium, theo thời gian bitum bị hoá già do sự bay hơi của các thành phần dầu nhẹ, quá trình ô xi hoá và trùng hợp của các hợp chất cao phân tử có trong thành phần bitium dầu mỏ, có thể bị nước thâm nhập làm suy giảm khả năng dính bám giữa bitium dầu mỏ và cốt liệu gây bong bật, phá hoại mặt đường.
Thông qua trình bày tổng quan về dự án cũng như thực hiện khảo sát thực địa một số hư hỏng mặt đường bê tông nhựa QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành để có những phân loại hư hỏng mặt đường từ đó luận văn đưa ra các công nghệ bảo trì sửa chữa mặt đường áp dụng trên QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành phù hợp, cụ thể:
- Công nghệ tái sinh nguội mặt đường BTN TL-2000 (khắc phục hiện tượng mặt đường bong tróc, ổ gà, nứt chân chim). .
- Công nghệ BTN sử dụng phụ gia dẻo nhiệt SBS (Khắc phục hiện tượng HLVBX mặt đường).
Từ kết quả thí nghiệm ở trên có thể thấy các giải pháp khắc phục hư hỏng mặt đường BTN trên QL17 đoạn qua huyện Thuận Thành – Bắc Ninh đưa ra bước đầu đã mang lại hiệu quả.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Đề tài đã giới thiệu tổng quan về hệ thống đường Quốc lộ Việt Nam và đánh giá thực trạng bảo trì và sửa chữa mặt đường hiện nay trên các tuyến Quốc lộ.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài bước đầu đã chỉ ra được những nguyên nhân gây ra hiện tượng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa trên các tuyến Quốc lộ từ đó đưa ra một nhóm các giải pháp công nghệ bảo dưỡng, sửa chữa mặt đường bê tông nhựa trong điều kiện Việt Nam có thể áp dụng. Đề xuất các công nghệ áp dụng vào dự án QL17 phù hợp cho từng loại mặt đường hư hỏng.
Những tồn tại của luận văn
Do còn tồn tại những hạn chế về mặt kiến thức cũng như thời gian nghiên cứu, đề tài này chỉ đi sâu về mặt lý thuyết, định nghĩa, bản chất, giải pháp khắc phục các hiện tượng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, tuy nhiên việc lựa chọn các giải pháp duy tu bảo dưỡng trên QL17 đoạn qua địa phận huyện Thuận Thành – Bắc Ninh vẫn chưa được kiểm chứng theo thời gian, từ đó đặt ra yêu cầu cho những đề tài nghiên cứu tiếp theo về vấn đề này.