Đo hằn lún mặt đường bê tông nhựa

9 9 0
  • Loading ...
1/9 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 12/04/2018, 22:04

tr-ờng đại học giao thông vận tải THC TRNG HN LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MỘT SỐ TUYẾN QUỐC LỘ NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC GS TS PHẠM HUY KHANG Trưởng Bộ mơn Đường Ơtơ Sân bay Trường Đại học Giao thông Vận tải Đặt vấn đề Trước tình hình vệt hằn bánh xe xuất quốc lộ (QL) thời gian gần đây, nhiều hội thảo tổ chức Bộ Giao thông Vận tải có nhiều giải pháp để tăng cường chất lượng thi công nhằm khắc phục tượng Hầu kiến trọng đến vật liệu bê tông nhựa (thành phần cấp phối, đá, nhựa…), công nghệ thi công Trên sở nghiên cứu thực tế tuyến QL1, QL18 số địa điểm khác với kết khảo sát thực địa gồm lấy mẫu, đo đạc vết hằn, khảo sát xe cộ, khảo sát điều kiện tự nhiên, trạm trộn bê tông nhựa, thu thập hồ sơ thiết kế; tham khảo vấn ý kiến người trực tiếp thi công; nghiên cứu kết phòng thí nghiệm với mẫu trực tiếp thu thập; tham khảo ý kiến chuyên gia nước thiết kế, thi công khai thác tuyến đường tương tự… bước đầu xin đưa số ý kiến cụ thể vấn đề mà nhà khoa học đề cập: thực trạng, nguyên nhân biện pháp khắc phục vấn đề hằn lún vệt bánh xe mặt đường bê tông nhựa Thực trạng nhận xét Trong thời gian gần số tuyến quốc lộ quan trọng xảy tượng hằn lún vệt bánh xe (gọi tắt vệt lún bánh xe), tức tượng lún xuống vệt bánh xe trồi lên bên cạnh, trắc ngang có dạng lượn sóng (hình 1) Héi th¶o hÌ - 2014 tr-êng đại học giao thông vận tải Hỡnh Hn lỳn vệtbánh xe QL1 đoạn Vinh - Hà Tĩnh ( ngày 13-6-2014) Vệt lún gây nguy hiểm cho xe cộ trời mưa nước đọng lại gây tượng lái xe chạy tốc độ cao Theo tiêu chuẩn Mỹ, việc đo vệt lún dùng thước có chiều dài 1.2 m, đặt ngang đường để đo độ sâu vệt lún 15 m chiều dài đo lần Cũng theo tiêu chuẩn Mỹ, mà chiều sâu vệt lún (R)< 0.25 inch (0.6 cm), coi mức độ nguy hại thấp, 0.6 cm 2.54cm mức độ nguy hiểm cao Theo quy định Việt Nam (Theo TCN211-06): Cách đo: Dùng thước 1,22m đặt ngang vệt hằn; cách 7,5m đo chỗ lấy trị số trung bình cho đoạn.Vệt hằn sâu trung bình 6-13mm: nhẹ; 13-25mm: vừa >25mm: nặng Thực tế đo QL1 đoạn Vinh Hà Tĩnh, vệt lún nhiều đoạn lớn 2.5 cm (hình 2) Theo cách phân loại trên, vệt lún dạng mức độ nguy hiểm cao Hình Đo chiều sâu vết hằn lún QL1 đoạn Vinh-Hà Tĩnh (ngày 1-6-2014) Héi th¶o hÌ - 2014 tr-ờng đại học giao thông vận tải Mt s nhận xét: Hiện tượng hằn vết bánh xe xảy khu vực địa lý rộng từ Nam đến Bắc, nhiều vùng khí hậu điều kiện tự nhiên khác : QL 1, QL3, QL5, QL7: - Dọc tuyến QL1 khu vực phía bắc, đoạn Hà Nội - Lạng Sơn; Phủ Lý - Hà Nam; đoạn qua Ninh Bình (mới thi cơng cải tạo, nâng cấp chưa bàn giao hết thời gian bảo hành), mặt đường rải rác xuất số điểm hằn lún theo vệt bánh xe - Tại Dự án tăng cường an tồn giao thơng QL phía bắc Việt Nam, gói thầu số 1, QL3 (từ Km 54+560 - Km 62 +450), xuất vệt lún, phạm vi ảnh hưởng khoảng 1900 m (tương đương 5.700 m2), nằm bên trái bên phải tuyến Trên QL5 đoạn Km 94 +20 - Km 99+240 (gói thầu số 11, dự án cải tạo, khôi phục mặt đường QL5), hằn lún ảnh hưởng gần 1900 m (tương đương 6.635 m2), trái phải tuyến - Càng vào sâu miền trung, tượng hằn lún xuất phổ biến, nhiều đoạn mặt nhựa xô dạt, tạo thành "làn sóng" nhấp nhơ Trên QL1 đoạn Thanh Hóa Thừa Thiên - Huế có khoảng 70 km (chiếm 13% chiều dài tuyến) bị "gồ sống trâu", tập trung hư hỏng nặng khu vực Vinh - Ðông Hà Tuyến tránh TP Vinh (Nghệ An), lớp bê tơng nhựa mặt đường bị hóa dẻo, phát sinh vết hằn theo bánh xe sâu - cm chạy suốt gần 20 km; đoạn qua Diễn Châu (Nghệ An), có vệt lún sâu đến 10 cm Trên mặt cầu Bến Thủy 2, khai thác chưa đầy năm mặt cầu in vệt bánh xe sâu chừng 10 - 12 cm Ðoạn Ðà Nẵng - Khánh Hòa vệt hằn lún dài 90 km (chiếm khoảng 15%), đó, nhiều đoạn lún sâu cm, diện tích vệt lún tương đương 150 000 m2 Thậm chí, đoạn qua Bình Ðịnh - Phú Yên, khu vực đèo Cù Mông, Rọ Tượng, nhiều chỗ lún sâu 12 đến 15 cm Hằn lún xuất ba miền, dự án đưa vào khai thác, sử dụng từ đến năm, kể cơng trình đưa vào sử dụng, dự án sử dụng vốn trái phiếu Chính phủ, ngân sách Nhà nước, BOT hay ODA, mặt đường hay mặt cầu, tất có hằn lún vệt bánh xe Hằn lún chiều (đi - về) khác nhau, đoạn QL1, đoạn Ninh Bình – Thanh hóa, Vinh – Hà Tĩnh, chiều Nam Bắc vệt lún hằn sâu nhiều chiều từ Bắc vào Nam Nhiều đoạn tuyến điều kiện xe chạy, nhiệt độ môi trường bền vững, khơng bị hư hỏng (hình 3) Trên đoạn tuyến, nhà thầu thi công sử dụng bê tơng nhựa với Héi th¶o hÌ - 2014 tr-ờng đại học giao thông vận tải trạm cung cấp bê tông nhựa khác khác tượng hư hỏng Có đoạn tuyến xe chạy chủ yếu ban đêm bị hằn vệt lún bánh xe (đoạn Vinh - Hà Tĩnh) Hầu hết đoạn tuyến có tượng hằn lún vệt bánh xe có nhiều xe vượt tải lưu thông Qua kiểm tra, nhiều đoạn tuyến sau cắt lớp bê tơng nhựa, có đoạn lớp móng khơng bị biến dạng, nhiên lớp bê tơng nhựa bị hằn lún vệt bánh xe 10 Nhiều mẫu khoan xuất chất thải màu cặn đen (dạng khoáng dầu) chảy từ mũi khoan chứng tỏ có chất lạ thành phần BTN (hình 4) 11 Kết cấu mặt đường nói chung tương đối giống chiều dày lớp BTN (thường lớp khoảng cm bê tông nhựa hạt thô, lớp - cm bê tông nhựa hạt mịn), cm bê tơng nhựa hạt trung Hình Cùng đoạn tuyến, có đoạn mặt đường khơng bị hằn lún vệt bánh xe (ảnh chụp QL1 đoạn Vinh- Hà Tĩnh ngày 13 tháng năm 2014) Hình Vệt đen xuất khoan mẫu QL1 đoạn Vinh - Hà Tĩnh (ngày 13 tháng năm 2014) Hội thảo hè - 2014 tr-ờng đại học giao thông vËn t¶i Phân tích ngun nhân Về ngun nhân gây vệt lún lý thuyết thực tế do: Lún đất (thường xe vượt tải lớn, dẫn đến ứng suất truyền xuống đất lớn gây biến dạng, vấn đề liên quan đến thiết kế chiều dầy mặt đường) Biến dạng lớp bê tông asphalt nhiệt độ môi trường, điều liên quan đến thiết kế hỗn hợp bê tông (loại nhựa, thành phần cấp phối chất lượng thi công) Biến dạng lớp cấp phối đá dăm Chất lượng thi công lớp đất, cấp phối đá dăm, bê tông asphalt Vấn đề xe vượt tải trọng quy định Sự kết hợp tất vấn đề Qua số liệu khảo sát trường, nguyên nhân nên tập trung nghiên cứu nguyên nhân sau: Biến dạng lớp bê tông asphalt nhiệt độ môi trường, điều liên quan đến thiết kế hỗn hợp bê tông (loại nhựa, thành phần cấp phối chất lượng thi công) Chất lượng thi công lớp đất, cấp phối đá dăm đặc biệt thi công bê tông asphalt Vấn đề xe vượt tải trọng quy định Các nguyên nhân khác tạm thời không xét đến lý sau: Sự biến dạng phá hoại lún biến dạng lớp cấp phối đá dăm có hình thức biểu khác, đa dạng nặng tính cục phần Nguyên nhân biện pháp xử lý dễ Ta phân tích nguyên nhân Vấn đề biến dạng lớp bê tông asphalt nhiệt độ môi trường (liên quan đến thiết kế hỗn hợp bê tông: loại nhựa, thành phần cấp phối chất lượng thi công) Hỗn hợp bê tông nhựa với quy định chặt chẽ thành phần cấp phối hạt (đá dăm, cát, bột khống) có tỷ lệ cấp phối xác định, sấy nóng, sau trộn với nhựa đường theo tỷ lệ xác định qua thiết kế, tất khâu thực qua trạm trộn - Thành phần cấp phối nghiên cứu điều chỉnh thông qua TCVN 88192011và QĐ 858/QĐ-BGTVT, ngày 26 tháng 03 năm 2014 Bộ GTVT Héi th¶o hè - 2014 tr-ờng đại học giao thông vận t¶i - Trong thành phần bê tơng nhựa bột khống có vai trò quan trọng Bột khống có tỷ diện lớn vào khoảng 250-300m2/kg có lực tương tác mạnh với nhựa, biến nhựa vốn trạng thái khối, giọt thành trạng thái màng mỏng, bao bọc hạt khống vật Bột khống có tác dụng chất phụ gia làm cho nhựa tăng thêm độ nhớt, tăng thêm khả dính kết, tăng tính ổn định nhiệt Chính bột khống với nhựa làm thành chất liên kết có tính chất hẳn tính chất nhựa đơn độc để kết dính cốt liệu khống vật bê tơng nhựa chất kết dính gọi chất liên kết asphalt Ngồi ra, bột khống đóng vai trò hạt mịn, dùng để lấp lỗ rỗng lại sườn cốt liệu sau cát lấp lỗ rỗng Như vậy, bê tông nhựa vật liệu xây dựng có cấu trúc thuộc loại cuội kết nhân tạo, đó cốt liệu khống vật kết dính với nhờ chất liên kết asphalt Như vậy, bột khoáng cấu trúc hạt thành phần bê tông nhựa tốt tăng khả ổn định nhiệt asphalt làm mặt đường Theo quy định hành (TCVN 8819-2011), bột khoáng phải nghiền từ đá gốc có cường độ ≥20Mpa, có thành phần hạt định Trong thành phần bê tơng nhựa, bột khống loại vật liệu quan trọng giá thành cao Trong q trình sản xuất, khơng khống chế thành phần cường độ độ ổn định bê tông nhựa giảm Việc cho phép thu hồi bột khoáng theo Quyết định số 858/QĐ-BGTVT, ngày 26 tháng 03 năm 2014của Bộ GTVT việc “Về việc ban hành hướng dẫn áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế thi công mặt đường bê tơng nhựa nóng tuyến đường tơ có quy mơ giao thơng lớn” Theo định này, (mục 3.3.4.2), bột khoáng thu hồi từ trạm trộn đạt tiêu quy định bảng TCVN 8819:2011 tận dụng phần thay cho bột khoáng nghiền, mẻ trộn lượng bột khống tận dụng khơng q 25% tổng lượng bột khoáng hỗn hợp BTN thiết kế 10 Hội thảo hè - 2014 tr-ờng đại học giao thông vËn t¶i Hình Sơ đồ làm việc chung trạm trộn bê tông nhựa - Phễu chứa định lượng sơ bộ; - Tang sấy cát đá; - Băng gầu; - Thiết bị sàng; - Lọc thu bụi; - Bồn chứa bột đá; - Buồng trộn; - Bình cân nhựa nóng; - Thiết bị cân đong cát đá nóngvà bột đá Tuy nhiên việc tận dụng thực tế khó kiểm sốt (hình 5), bột khống thu hồi nhiều trường hợp không đảm bảo yêu cầu, chí lẫn nhiều đất, chất hữu từ vật liệu đá sau sấy Các kết nghiên cứu thực nghiệm phòng rằng, khơng khống chế kiểm tra tốt kết thí nghiệm độ sau hằn bánh xe (phương pháp HWTDHamburg Wheel Tracking Device theo TCVN 8819-2011) bị suy giảm đáng kể Sơ đồ làm việc chung trạm trộn bê tông nhựa rõ điều (hình 5) Ngồi vấn đề bột khoáng, vấn đề kiểm soát nhiệt độ thi công bê tông nhựa cần ý Theo quy định nhiệt độ trộn thùng phải đạt từ 145165oC tùy thuộc loại nhựa, xả vào xe phải đạt 135-155oC, nhiệt độ bắt đầu lu lèn phải đạt ≥115-125oC Nhiệt độ không đủ lu lèn dẫn đến độ chặt khơng đảm bảo xuất hiện tượng đông cứng bề mặt Thực tế, q trình kiểm tra số vị trí cho thấy, bê tơng nhựa có tượng xốp khơng chặt nguyên nhân từ dẫn đến tác dụng xe, đặc biệt xe nặng hình thành vết hằn Nhận xét 1: Từ phân tích trên, thấy hàm lượng bột khống, tính chất bột khống khơng khống chế, kiểm sốt tốt khâu sản xuất bê tông nhựa yếu tố nguy hiểm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa, làm giảm khả ổn định nhiệt yếu tố quan gây hằn lún vệt bánh xe Vấn đề vượt tải xe nặng Chúng ta sử dụng 22 TCN-211 – 06 Áo đường mềm, yêu cầu dẫn thiết kế.Tuy nhiên có vấn đề cần xem xét: Hội thảo hè - 2014 11 tr-ờng đại học giao thông vận tải - Vn iu tra lu lng xe - Vấn đề xe nặng vượt quy định chí gấp 2-3 lần/trục xe Theo cách quy đổi AASHTO thì: Với xe trục đơn: Với tải trọng tính tốn 22kips (10 T): Nếu xe vượt tải: 34kips (15T) mức độ ảnh hưởng gấp 6,3 lần xe 10 T Nếu xe vượt tải 50kips (23 T) mức độ ảnh hưởng 36 lần xe 10 T Với xe trục đôi, trục: Với tải trọng tính tốn 22kips (10 tấn)/trục xe: Mức độ ảnh hưởng tương tự xe trục đơn, ảnh hưởng bánh xe lân cận nên tượng phá hoại tăng lên nhiều (hình 6) Việc kiểm tra dùng phương pháp chậu võng để xác định Thậm chí, qua điều tra xe cơi nới, tải trọng tăng lên nhiều trục xe Việc quy đổi loại xe xe thiết kế cần phải xem xét lại Các số liệu thu thập dự báo cần có sở khoa học cần xét đến ảnh hưởng xe nặng Các tính tốn (theo AASHTO) kết cấu mặt đường cần thiết phải tăng thêm từ 35 cm bê tông nhựa tùy thuộc khu vực, tuyến Việc tăng chiều dày lớp bê tơng nhựa nhằm hai mục đích: (1) để tăng khả chịu lực; (2) giảm ảnh hưởng nhiệt theo chiều sâu làm biến dạng lớp bê tông nhựa tạo nên vệt hằn (các kết đo nhiệt độ mặt đường cho thấy với chiều sâu cm mặt đường lớp thảm, nhiệt độ giảm đáng kể) Hình Ảnh hưởng tục xe tải trọng tới mặt đường 12 Héi th¶o hÌ - 2014 43211m tr-ờng đại học giao thông vận tải Nhn xét 2: Từ phân tích điều tra số liệu trên, cần thiết phải xém xét lại công tác thiết kế, thu thập số liệu, kiểm chứng lại phương pháp thiết kế Cần tính tốn tăng chiều dày hợp lý cho lớp bê tông nhựa lên thêm từ 3-5 cm (tùy đoạn tuyến) Giải pháp khắc phục Như kết luận rằng, có nhiều nguyên nhân dẫn đến hằn lún vệt bánh xe quốc lộ.Tuy nhiên, tình nay, lúc tiến hành giải pháp khắc phục tất nguyên nhân chưa khẳng định chắn, nên thực sau: Chọn vị trí thích hợp (ví dụ QL1 đoạn Vinh- Hà tĩnh) làm thí điểm khoảng 200-500 m (với đoạn hằn nặng) Nội dung thực bao hàm hai nội dung: (1) thi công theo trạng thiết kế thành phần cấp phối BTN; (2)giám sát q trình thi cơng chun gia thuộc Ban đạo tìm nguyên nhân giải pháp khắc phục vệt hằn lún bánh xe Trường ĐHGTVT Trên đoạn thí điểm dành khoảng 200 m vừa kiểm soát thành phần cấp phối vừa thay đổi chiều dày lớp BTN Theo dõi thời gian tổng kết đánh giá kết quả, thành công rút kinh nghiệm triển khai rộng (việc thí điểm nên triển khai sớm tháng 7, vào mùa nóng, đồng thời theo dõi xe cộ, nhiệt độ mặt đường …) Kết luận Hiện tượng hằn lún vệt bánh xe không tượng cá biệt xảy Việt Nam mà giới xảy Mọi tượng kỹ thuật có lý Chúng ta có thành tựu không nhỏ lĩnh vực xây dựng đường Những thành tựu ngày hơm qua trở thành lạc hậu ngày hôm Đội ngũ nhà khoa học, nhà thiết kế ngày lớn mạnh đóng góp khơng nhỏ cho ngành giao thơng Chúng ta có nhà quản lý, nhà lãnh đạo tâm huyết với nghiệp phát triển giao thơng đất nước Hy vọng khó khăn vướng mắc kỹ thuật sớm tìm khắc phục mang lại khơng lợi ích kinh tế mà hết danh dự nhà khoa học lĩnh vực giao thơng nói chung xây dựng đường bộ, nói riêng Héi th¶o hÌ - 2014 13 ... mặt đường nói chung tương đối giống chiều dày lớp BTN (thường lớp khoảng cm bê tông nhựa hạt thô, lớp - cm bê tông nhựa hạt mịn), cm bê tơng nhựa hạt trung Hình Cùng đo n tuyến, có đo n mặt đường. .. nước, BOT hay ODA, mặt đường hay mặt cầu, tất có hằn lún vệt bánh xe Hằn lún chiều (đi - về) khác nhau, đo n QL1, đo n Ninh Bình – Thanh hóa, Vinh – Hà Tĩnh, chiều Nam Bắc vệt lún hằn sâu nhiều chiều... biến dạng lớp bê tông nhựa tạo nên vệt hằn (các kết đo nhiệt độ mặt đường cho thấy với chiều sâu cm mặt đường lớp thảm, nhiệt độ giảm đáng kể) Hình Ảnh hưởng tục xe tải trọng tới mặt đường 12 Héi
- Xem thêm -

Xem thêm: Đo hằn lún mặt đường bê tông nhựa, Đo hằn lún mặt đường bê tông nhựa

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay