TÔNG XI MĂNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH ĐỊNH
3.1. Các hư hỏng của mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Bình Định - phân tích cơ chế và nguyên nhân hư hỏng
Các loại hình hư hỏng cụ thể của mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Bình Định và phân tích đánh giá chi tiết về nguyên nhân ứng với mỗi loại hình hư hỏng cụ thể như sau:
Rộp vỡ bề mặt và nứt rạn bong tróc mặt đường
Đây là hiện tượng hư hỏng khá phổ biến hiện nay ở các tuyến đường bê tông xi măng đường giao thông nông thôn. Mặc dù không phải là hư hỏng liên quan đến kết cấu và làm phá hủy mặt đường, nhưng dạng hư hỏng này làm cho mặt đường kém êm thuận. Ngoải ra, khi các vệt bong tróc có chiều sâu lớn tạo các hố lõm hay ổ gà nhỏ trên mặt đường, đọng nước. Các vết lõm và đọng nước nếu gần khe nối hay có khe nứt tăng khả năng thấm nước xuống làm giảm cường độ các lớp móng và nền, gây rủi ro hư hỏng mặt đường về kết cấu như nứt mặt đường.
Nứt gãy hoặc vỡ góc tấm
Đây là hiện tượng mà tấm nứt gãy với chỗ giao nhau của vết nứt với mộp tấm ở trong khoảng ẳ chiều dài của tấm, cú tờn gọi khỏc trong một số tài liệu nước ngoài là nứt hình chữ D. Vết nứt khi phát triển toàn bộ và kết nối hoàn toàn với nhau gây vỡ bong cả mảng góc tấm.
Một số nguyên nhân của hiện trường hư hỏng này như sau:
- Nền, móng đường không đảm bảo cường độ, kết hợp với nước thấm từ khe nối tập trung tại góc làm cho nền móng ở góc tấm suy yếu cục bộ. Tải trọng lớn kết hợp với không có thanh truyền lực làm cho ứng suất tập trung tại góc tấm cao, vượt quá khả năng chịu lực của tấm bê tông xi măng mặt đường gây nứt gãy.
- Một nguyên nhân nữa cũng khá phổ biến thi công thanh truyền lực
không đúng cách, không quét nhựa chống dính và/hoặc không có mũ chèn đúng tiêu chuẩn làm cho thanh truyền lực tại khe giãn không thể di chuyển tự do, gây ứng suất tập trung ngay tại vị trí thanh truyền lực và hình thành vết nứt. Vết nứt tại vị trí các thanh truyền lực ở góc tấm khi được kết nối với nhau sẽ gây nứt gãy, vỡ góc tấm.
- Khi khe nối bị bong bật vật liệu, các hạt cốt liệu cứng rơi vào khe nối cản trở việc giãn nở khi nhiệt độ cao tăng gây ứng suất kéo ngang làm nứt nứt vỡ mép tấm. Các vết nứt vỡ gần góc kết nối với nhau gây nứt vỡ góc tấm.
- Việc chia tấm không đúng cách, tạo góc tấm là góc nhọn tại các vị trí giao cắt hay tiếp nối với nắp hố ga thu nước, hố ga kĩ thuật cũng gây các điểm tập trung ứng suất cục bộ và làm nứt vỡ góc tấm.
Nứt vỡ, chia tấm
Đây là hiện tượng tấm bê tông xi măng mặt đường bị nứt dọc, nứt ngang hay nứt chéo. Các vết nứt khi phát triển hết chiều sâu của tấm chia cắt tấm ra làm nhiều phần theo chiều dọc, chiều ngang hoặc theo từng mảng.
Các nguyên nhân cơ bản của hiện tượng hư hỏng này như sau:
- Các vết nứt dọc xuất hiện khi tấm được thiết kế hay thi công với chiều rộng quá lớn. Hư hỏng từ nguyên nhân này thường ít xảy ra đối với mặt đường nói chung và với đường giao thông nông thôn nói riêng, do tấm bê tông xi măng thường được thiết kế và thi công với chiều rộng bằng chiều rộng của một làn xe từ 3.0 3.75m, trừ trường hợp mặt đường rộng 5.5 m được thiết kế và thi công trên toàn bộ chiều rộng đường.
- Vết nứt tấm có thể xảy ra đối với các tấm đặt trên nền, móng không vững chắc. Hiện tượng lún của nền đường cùng với tải trọng bánh xe gây ra ứng suất kéo uốn lớn làm nứt mặt đường. Vết nứt dạng này có thể là nứt dọc, nứt ngang hay nứt chéo tùy thuộc vào điều kiện nền của từng vị trí cục bộ.
- Hiện tượng nứt ngang tấm có thể xảy ra khi tấm được thiết kế và thi công với chiều dài quá lớn, không phù hợp với điều kiện chênh lệch nhiệt độ của địa phương.
- Một nguyên nhân khá phổ biến đối với các vết nứt ngang là do không kiểm soát thi công tốt. Việc xẻ khe (co) chậm làm cho tấm bê tông xi măng tự hình thành các vết nứt ngay trong quá trình phát triển cường độ.
- Thi công lớp ngăn cách không tốt hoặc không có lớp ngăn cách làm cho tấm dính với móng phía dưới. Các tấm không di chuyển tự do khi điều kiện nhiệt độ thay đổi do ma sát với móng dưới tạo ứng suất kéo làm nứt tấm.
- Các thanh truyền lực thi công không đúng cách cũng có thể gây hiện tượng nứt dọc hoặc nứt ngang tấm hay nứt chéo tùy thuộc vị trí của thanh truyền lực không đúng tiêu chuẩn.
Nứt om tấm
Nứt om tấm là hiện tượng mà mặt đường bị vỡ thành các mảnh nhỏ, thường xuất hiện ở góc tấm hay hiện tượng dập vỡ tại mép tấm gần các khe nối hay ở mép đường. Một số nguyên nhân cơ bản của hiện tượng hư hỏng này được đánh giá như sau:
- Bê tông xi măng kém chất lượng, không đủ cường độ và độ bền cần thiết, đáp ứng điều kiện tải trọng và điều kiện nhiệt độ. Tấm bê tông được đầm nén không đủ nên có cường độ kém hơn so với thiết kế.
- Khe nối không được chèn kín hoặc vật liệu chèn khe bị bong, các hạt cốt liệu cứng rơi vào trong khe nối và cản trở sự di chuyển của tấm gây nứt dập hay nứt om mép tấm.
- Mép tấm gần khe nối còn có thể bị vỡ nứt om do trong quá trình thi công không cẩn thận, dỡ ván khuôn quá sớm hay dỡ ván khuon không cẩn thận.
Hư hỏng khe nối
Khe nối không được chèn kín, vật liệu chèn không đúng chủng loại hay vật liệu chèn khe bị bong vỡ, hở khe là hiện tượng rất phổ biến trên hầu hết các đường bê tông xi măng hiện nay, trừ các đoạn đường bê tông xi măng qua trạm thu phí của một số đường cao tốc hay quốc lộ. Nguyên nhân vấn đề này như đã được đề cập trong chương 2 là do không được quan tâm trong cả quá
trình thiết kế cũng như thi công mặt đường bê tông xi măng đường giao thông nông thôn.
Tấm phụt bùn từ khe nối
Mô tả: các hạt mịn chui lên mặt đường qua các khe hoặc vết nứt Nguyên nhân:
- Nền móng yếu (lún sụt, xói mòn) khi có nước, dưới tác dụng của tải trọng các tấm bị bập bênh, nước bên dưới chịu áp lực có xu hướng bị đẩy lên, phùi lên mang theo các hạt mịn qua khe hoặc vết nứt;
- Khả năng truyền lực các tấm không tốt, vật liệu chèn khe kém.
Chênh cao độ giữa các tấm do lún (nền yếu), do xói vật liệu, hay do uốn vồng tấm, chênh cao giữa tấm mặt đường và lề đường
Mô tả: chênh lệch cao trình giữa hai tấm kế tiếp, ở hai mép của vết nứt, tạo thành bậc cấp.
Nguyên nhân:
- Phụt bùn;
- Đất nền bị lún, mất thành phần hạt mịn, do đất trương nở;
- Cấu kết không đều của vật liệu dưới móng;
- Mất khả năng truyền lực giữa các tấm;
- Với mặt đường không bố trí thanh truyền lực, khi một chiếc xe chạy gần cuối tấm mặt đường bị võng xuống khi bánh xe rời khỏi vị trí đó thì nó lại nhanh chóng cong về phía trên tạo ra một vùng áp lực thấp giữa tấm bản và lớp móng dưới khiến cho vật liệu nằm dưới tấm bản bị dịch chuyển. Sau nhiều lần xe qua lại một khối lượng đáng kể vật liệu bị chuyển dịch qua mối nối tạo thành bậc.