MỤC LỤC Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG LUẬN VĂN BTXM Bê tông xi măng QL Quốc lộ KT-XH Kinh tế - xã hội BTN Bê tông nhựa ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long GTVT Giao thông vận tải VLXD Vật liệu xây dựng BGTVT Bộ giao thông vận tải TCVN Tiêu chuẩn Việt nam TP Thành phố NN Nông nghiệp KHCN Khoa học công nghệ TCN Tiêu chuẩn ngành NĐ-CP Nghị định – Chính Phủ QĐ Quyết định Phạm Trung Dũng Page 1 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Giao thông vận tải là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế – xã hội, vì vậy cần ưu tiên đầu tư phát triển. Việc xây dựng cơ sở hạ tầng tạo tiền đề cho phát triển kinh tế xã hội, củng cố an ninh quốc phòng, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Nắm bắt được tầm quan trọng đó, những năm qua Nhà nước ta rất chú trọng đầu tư cho phát triển giao thông vận tải, đặc biệt là giao thông đường bộ. Với nhu cầu phát triển của ngành giao thông ngày càng cao đòi hỏi chúng ta không ngừng học hỏi nâng cao trình độ, tiếp thu các công nghệ hiện đại của các nước tiên tiến trên thế giới. Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật ngành cũng không ngừng điều chỉnh, cập nhật để hoàn thiện phù hợp với tình hình thực tế trong nước. Trong xây đường bộ, mặt đường là bộ phận của đường chịu trực tiếp tác dụng của tải trọng (lực thẳng đứng và lực nằm ngang). Để chịu được các tác dụng đó, tầng mặt đòi hỏi phải làm bằng vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt. Tầng mặt phải đủ bền trong suốt thời kỳ sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ độ nhám, chống thấm nước tốt Để đảm bảo được những yêu cầu trên hiện nay trong điều kiện Việt Nam hay sử dụng kết cấu áo đường mềm và kết cấu áo đường cứng. Hiện nay, có rất nhiều lựa chọn kết cấu áo đường cho các công trình giao thông. Việc áp dụng kết cấu nào ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng khai thác nền mặt đường. Trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, mặt đường bê tông xi măng cũng được dùng rất nhiều trong các công trình đường giao thông: đầu tư xây dựng mới, nâng cấp mở rộng, sửa chữa (chưa kể đến đường giao thông nông thôn). Kết Phạm Trung Dũng Page 2 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT cấu này thường được áp dụng tại những đoạn đường thường xuyên bị ngập nước (do mưa, lũ, lụt hoặc hệ thống thoát nước mặt đường không có, lên xuống đèo, dốc mà nền đường bên dưới thường ẩm, chế độ thủy nhiệt của nền bất lợi Tuy nhiên để kiểm soát và đánh giá chất lượng của công trình đường có kết cấu mặt bằng bê tông xi măng là cả một quá trình được thực hiện xuyên suốt qua tất cả các bước: Khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng, thí nghiệm-kiểm định. Ảnh hưởng chất lượng mặt đường với loại kết cấu này thì một trong những khâu quan trọng nhất là giai đoạn thi công xây dựng, cụ thể hơn là công việc thi công ngoài hiện trường. Công việc này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mặt đường bê tông xi măng. Để giải quyết các vấn đề đó thì một trong các bài toán cấp thiết là nâng cao chất lượng mặt đường BTXM theo hướng hoàn thiện công tác quản lý trong quá trình thi công. Chính vì vậy đề tài: “Nghiên cứu các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc” được hình thành nhằm nâng cao một bước chất lượng thi công mặt đường cứng, đạt hiệu quả kinh tế nhất định trong thi công khai thác loại mặt đường này. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu lựa chọn đề ra những giải pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng. Căn cứ vào điều kiện thực tế thi công để đề ra các biện pháp quản lý nâng cao hơn nữa cường độ chịu lực, độ bằng phẳng, hạn chế vết nứt của mặt đường BTXM. 3. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xu hướng phát triển mặt đường bê tông xi măng trên thế giới và xu hướng phát triển tất yếu tại Việt Nam. Phạm Trung Dũng Page 3 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Nghiên cứu những giải pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trong điều kiện Việt Nam nói chung và trong toàn tỉnh Vĩnh Phúc nói riêng. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp việc thu thập số liệu thực tế tại các công trình hiện hữu đang sử dụng mặt đường bê tông xi măng. 5. Kết cấu của luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận. Luận văn kết cấu gồm 4 chương. Chương I. Giới thiệu chung. Chương II. Thực trạng thi công mặt đường BTXM tại Việt Nam. Chương III. Hiện trạng và các vấn đề còn tồn tại trong thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Chương IV. Các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Kết luận và kiến nghị Phạm Trung Dũng Page 4 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Tổng quan về công nghệ xây dựng mặt đường BTXM 1.1.1. Sự phát triển mặt đường BTXM trên thế giới Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vào những năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hết các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc… Theo Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe and Canada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA) Khối lượng mặt đường BTXM đã xây dựng ở một số nước như sau: Tại Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490.179km đường đô thị và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị. Tỉnh Québec, Canada có 1.239km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29.000km đường (khoảng 4%) là mặt đường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giao thông ở Québec. Đức, mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25% mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao. Áo, đường cao tốc chiếm khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.000km), trong đó mặt đường BTXM chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc. Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương và đường nông thôn. Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700km, tức là chỉ hơn 1%. Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và 60% đường nông thôn. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17%. Hà Lan, mạng lưới đường ôtô có khoảng 113.000km. Khoảng 2.300km là đường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc này phục vụ 38% lưu lượng giao thông. Hà Lan còn có khoảng 140km đường khu vực có mặt BTXM không cốt thép, phân tấm. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 4% mạng Phạm Trung Dũng Page 5 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT đường ôtô. Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000km đường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM. Vương quốc Anh, mạng lưới đường có khoảng 285.000km, trong đó có 1.500km là mặt đường BTXM, chiếm khoảng 67% đường cao tốc ở Úc và chiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc. Mặt đường BTXM (mặt đường cứng) cùng với mặt đường mềm là hai loại mặt đường được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnh thổ và xuyên quốc gia. Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao thông đường bộ, từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu lượng xe thấp đến đường phố, đường trục chính, đường cao tốc. Mặt đường BTXM cũng thường được sử dụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe… Ngày nay, mặt đường BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm. Hệ thống tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng phát triển đồng bộ và phát triển. Hàng năm, những hội nghị tổng kết phổ biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình mặt đường BTXM của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM ngày càng được mở rộng. Về phân loại mặt đường BTXM. Trong hơn 100 năm phát triển, mặt đường BTXM được phân ra một số loại như sau: - Mặt đường BTXM không cốt thép , phân tấm, đổ tại chỗ(thông thường); - Mặt đường BTXM cốt thép; - Mặt đường BTXM lưới thép; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; mặt đường BTXM cốt sợi phân tán; Phạm Trung Dũng Page 6 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT - Mặt đường BTXM lu lèn; - Mặt đường BTXM ứng suất trước; - Mặt đường BTXM lắp ghép; Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và phạm vi áp dụng nhất định: Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm ra đời sớm nhất và vẫn đang được áp dụng phổ biến nhiều nơi. Chiều dài của tấm từ 15 – 40cm; kích thước tấm thay đổi tùy theo từng dự án có thể từ 3 – 7m, thông thường khoảng 5m. Mặt đường BTXM không cốt thép (không kể cốt thép dùng làm thanh truyền lực giữa các tấm) sử dụng cho hầu hết đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay. Móng của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là đất, cát gia cố, vôi, xi măng, đá gia cố; đôi khi là đá gia cố nhựa đường, BTN hoặc chính là BTXM. Rất ít khi sử dụng móng là cát hoặc đá dăm. Mặt đường BTXM cốt thép thường được sử dụng đối với những tuyến đường có tải trọng lớn như sân bay, đường chuyên dụng, đường có lưu lượng xe lớn và các công trình đặc biệt có yêu cầu tuổi thọ cao. Về cơ bản, kích thước tấm mặt đường BTXM cốt thép tương tự như BTXM phân tấm thông thường nhưng được tăng cường thêm 2 lớp cốt thép (thép All) chịu lực (trong tính toán thiết kế có tính đến khả năng chịu lực của cốt thép). Mặt đường BTXM lưới thép ra đời chủ yếu nhằm khắc phục và hạn chế các vết nứt do co ngót của bê tông và nứt do nhiệt. Trên cơ sở tính toán như vậy mặt đường BTXM thông thường, lưới thép (thép All: 10 – 14 mm, All: 10 – 12cm) được bổ sung và bố trí cách bề mặt mặt đường từ 6 – 10cm nhằm hạn chế các vết nứt trong quá trình hình thành cường độ và trong khai thác. Mặt đường BTXM lưới thép xuất hiện chậm hơn BTXM thông thường và phạm vi áp dụng của nó tương tự như phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM thông thường. Phạm Trung Dũng Page 7 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Mặt đường BTXM cốt thép liên tục ra đời nhằm khắc phục những nhược điểm cố hữu của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là giảm thiểu các mối nối ngang mặt đường (khe co, giãn). Hàm lượng lưới thép thiết kế khoảng 0.54%, bao gồm cốt thép dọc (thép All, 16mm), cốt thép ngang (thép All, 12mm) được bố trí liên tục suốt chiều dài đường và đặt ở vị trí 1/3 – 1/2 bề dày tấm BTXM. Mục đích bố trí cốt thép này không phải là ngăn ngừa vết nứt do tải trọng và ứng suất nhiệt, mà chỉ nhằm hạn chế việc mở rộng khe nứt. Theo yêu cầu, khoảng cách khe nứt nằm trong khoảng 3,5 – 8 feets (1,05- 2,4m), độ mở rộng khe nứt không được quá 0,04inch (1,0mm) nhằm hạn chế nước thấm qua khe nứt phá hủy cốt thép và đảm bảo mặt đường khai thác được bình thường. Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM cốt thép liên tục là khắc phục nhược điểm không êm thuận chạy xe do các khe của mặt đường BTXM phân tấm, áp dụng chủ yếu đối với các tuyến đường có lưu lượng xe lớn, đường cao tốc, đường băng sân bay và kinh phí đầu tư ban đầu lớn hơn. Mặt đường BTXM cốt phân tán (cốt sợi) chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt có khả năng chịu lực rất lớn và chống mài mòn cao. Trong khi trộn bê tông tươi, ngoài cốt liệu đá và cát thông thường người ta bổ sung thêm và trộn đều với các loại cốt sợi: thủy tinh, kim loại, tổng hợp (acrylic, aramid, cacbon, polyester, polyethylene, polyproplene) và cốt sợi tự nhiên. BTXM cốt phân tán có cường độ và khả năng chống mài mòn. Mặt đường BTXM lu lèn là loại mặt đường sử dụng bê tông khô, thi công liên tục (không có mối nối) và các thiết bị lu thông thường. Do mặt đường BTXM lu lèn được đổ dài liên tục nên trên đó phải làm thêm lớp đá dăm láng nhựa (lớp láng nhựa) nhằm khắc phục các vết nứt do co ngót và do nhiệt độ, hoạt tải gây ra. Chiều dày của lớp BTXM lu lèn dao động trong khoảng 20cm, móng của nó có thể là các vật liệu gia cố hoặc đá dăm. Mặt đường BTXM lu Phạm Trung Dũng Page 8 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT lèn được áp dụng có hiệu quả cho các tuyến đường có lưu lượng xe không cao và làm lớp móng cho mặt đường BTXM hoặc mặt đường BTXM nhựa. Mặt đường BTXM ứng suất trước ra đời cũng nhằm khắc phục các vết nứt của mặt đường BTXM thông thường đồng thời tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu dạng tấm. Có loại mặt đường BTXM ứng suất trước sử dụng các sợi thép căng và mặt đường BTXM cốt thép ứng suất trước căng sau. Mặt đường BTXM cốt thép dự ứng lực có phạm vi áp dụng hạn chế vì công nghệ thi công phức tạp. Mặt đường BTXM lắp ghép là loại mặt đường BTXM có hoặc không có cốt thép được chế tạo sẵn tại xưởng và vận chuyển đến công trường lắp ghép thành mặt đường. Các tấm BTXM đúc sẵn có thể đặt trực tiếp trên nền đất, nền cát hoặc móng đá dăm. Phạm vi áp dụng đối với các đường lâm nghiệp, đường có thời hạn sử dụng ngắn, công vụ và các tấm BTXM có thể được sử dụng lại. 1.1.2. Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM 1.1.2.1. Ưu điểm Qua sử dụng một số tuyến đường BTXM thời gian qua cho thấy, mặt đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe lớn. Sau một thời gian đi vào hoạt động, mặt đường vẫn ổn định, ma sát tốt, không bị biến dạng. Những đoạn đường sau khi bị ngâm trong nước do mưa lũ, không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí duy tu, bảo dưỡng ít mà vẫn đảm bảo ATGT cho các phương tiện. Tuổi thọ của mặt đường BTXM tương đối cao, cao hơn mặt đường bê tông nhựa (BTN). Tùy theo cấp hạng và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưng nói chung tuổi thọ của mặt đường BTXM được lấy vào khoảng 20 – 50 năm, Trung Quốc lấy 45 năm. Tuổi thọ thực tế của mặt đường BTXM nhiều khi lớn hơn dự kiến khi thiết kế. Theo thống kê, có những đoạn mặt đường BTXM Phạm Trung Dũng Page 9 [...]... gia cố xi măng - Về công nghệ thi công Đối với mỗi loại mặt đường BTXM và tùy thuộc vào thi t bị thi công mà có những yêu cầu về trình tự và nội dung công nghê thi công cụ thể riêng biệt Tuy nhiên, sau đây là các bước cơ bản cần phải có trong công nghệ thi công mặt đường BTXM: + Hoàn thi n lớp móng; + Lắp đặt cốp pha trên móng (nếu có); + Thi công lớp ngăn cách; + Lắp đặt cốt thép các loại; + Thi công. .. cấp hạng đường ô tô và sân bay Hầu hết các Tổng công ty xây dựng trong ngành GTVT và xây dựng sân bay đã làm chủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM Hiện các thi t bị thi công mặt đường BTXM đang có ở Việt Nam, chưa có điều kiện tiếp tục sử dụng Về kiểm soát chất lượng, hiện đã có kinh nghiệm về kiểm soát chất lượng thi công mặt đường BTXM thông qua các công trình QL 1A, đường Hồ Chí Minh và các sân... bổ sung hoàn thi n về tiêu chuẩn và thi t kế thi công, kiểm tra nghiệm thu mặt bằng đường BTXM và các lớp móng gia cố xi măng trước khi triển khai thi công đại trà Cần tăng cường các công tác quản lý chất lượng từ thi t kế, công nghệ và thi t bị thi công theo hướng đồng bộ, tư vấn giám sát và nghiệm thu công trình đưa vào sử dụng Cần có chủ trương khuyến khích thi t kế và xây dựng mặt đường ô tô theo... chất lượng đồng đều và liên tục Không xây dựng mặt đường BTXM lên mặt đường còn tiếp tục lún như đi qua vùng đất yếu Xây dựng mặt đường BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cao cấp và đường cao tốc đòi hỏi phải có thi t bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trình công nghệ thi công chặt chẽ Việc trộn BTXM và bảo dưỡng mặt đường đòi hỏi nhiều nước Khi mặt đường BTXM bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, trong... Một trở ngại nữa là, các nhà thầu thi công hiểu biết về công nghệ thi công rất hạn chế.Năng lực quản lý, trình độ của nhà thầu rất ngại khi thi công đường BTXM Trong quá trình thi công đường BTXM quản lý chất lượng, giám sát công trình rất nghiêm ngặt, vì vậy việc thất thoát trong xây dựng là rất ít Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạp thêm cho việc thi công và duy tu, bảo... đường cấp cao có lưu lượng xe lớn, các tuyến đường có xe xích, các đường chuyên dụng khai thác mỏ, các đường ở khu vực ẩm ướt và các khu vực chật hẹp, đường giao thông nông thôn Cụ thể: - Làm lớp móng cho tất cả các loại đường ô tô, sân bay; - Làm lớp mặt (tầng phủ) đối với các loại đường ô tô, bãi đỗ và sân bay; - Lớp mặt tăng cường cho các loại mặt đường đã hết tuổi thọ như: mặt đường BTN, mặt đường. .. Cần nâng cao khả năng đồng bộ hóa về thi t bị thi công và tăng cường công tác hướng dẫn công nghệ và kiểm soát chất lượng thi công, nhất là chất lượng bề mặt, thi công công tác mối nối, bảo dưỡng, cắt khe, chèn khe Có thể áp dụng cho hầu hết các cấp hạng đường ô tô và sân bay 2.2.2 Mặt đường BTXM cốt thép Đã xây dựng ở đường Hùng Vương, Ba Đình, Hà Nội Tuy nhiên phạm vi áp dụng chỉ nên cho những công. .. BTXM; + Hoàn thi n bề mặt, tạo nhám; + Bảo dưỡng; + Cắt khe; + Chèn khe; + Kiểm tra và nghiệm thu chất lượng mặt đường BTXM; Phạm Trung Dũng Page 13 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Về mặt thi t bị thi công Để đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công mặt đường BTXM nhất thi t phải sử dụng các thi t bị thi công cơ giới từ trộn tới vận chuyển, rải và đầm BTXM Tùy theo điều kiện và tính chất công trình... không cốt thép cho tất cả các cấp đường và sân bay; - Mặt đường BTXM lưới thép cho đường cấp cao, sân bay và những khu vực thời tiết khắc nghiệt; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục cho đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay - Mặt đường BTXM lu lèn cho các đường cấp cao thứ yếu và đường nông thôn, đường miền núi Ở Việt Nam đã xây dựng mặt đường BTXM từ những năm 1975 nhưng khối lượng và kinh nghiệm xây... đại trà Có thể áp dụng loại mặt đường này cho các tuyến đường cấp cao, đường cao tốc, các đường băng, đường lăn sân bay 2.2.5 Mặt đường BTXM lu lèn Mặt đường BTXM lu lèn đã được áp dụng ở một số nước trên thế giới, nhất là ở Pháp và Trung Quốc Ở Việt Nam mới có tài liệu tham khảo mà chưa có kinh nghiệm về xây dựng loại đường trên Đây là loại mặt đường có công nghệ thi công đơn giản, yêu cầu về vật liệu . sau: - Mặt đường BTXM không cốt thép , phân tấm, đổ tại chỗ(thông thường); - Mặt đường BTXM cốt thép; - Mặt đường BTXM lưới thép; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; mặt đường BTXM cốt sợi phân tán; Phạm. GTVT - Mặt đường BTXM lu lèn; - Mặt đường BTXM ứng suất trước; - Mặt đường BTXM lắp ghép; Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và phạm vi áp dụng nhất định: Mặt đường BTXM không. mặt đường BTXM. - Tùy theo yêu cầu khai thác của các cấp hạng đường khác nhau mà có thể sử dụng một trong các loại mặt đường BTXM sau đây: BTXM phân tấm thông thường, BTXM lưới thép, BTXM cốt