Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây, một vấn đề lớn của chuyên ngành đường ô tô được các nước trên thế giới quan tâm là an toàn giao thông. Những tai nạn giao thông đường bộ xảy ra ngoài các nguyên nhân do tổ chức giao thông chưa tốt, điều kiện địa hình hạn chế thì một nguyên nhân không nhỏ là do tình trạng mặt đường xấu, bị trơn trượt. Sức chống trượt của mặt đường là một yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn cho xe chạy với vận tốc cao, đặc biệt trong điều kiện mặt đường bị ẩm ướt làm cho độ bám của bánh xe với mặt đường bị suy giảm đáng kể. Nhằm nâng cao khả năng chống trượt của mặt đường ô tô, các nhà nghiên cứu và công nghệ đường ô tô trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu và đề xuất các giải pháp cải thiện đồng thời theo 2 hướng: • Về mặt các nhà thiết kế chế tạo ô tô thì chú ý nâng cao chất lượng hệ thống hãm xe và hệ thống lái, cải tiến cấu tạo và hình dáng mặt ngoài của lốp xe nhằm tăng độ bám với mặt đường. • Các nhà thiết kế, xây dựng và khai thác đường ô tô thì tìm cách làm cho mặt đường có độ nhám cao, lâu mòn và tương đối ổn định cả trong khi mặt đường bị ẩm ướt. Bên cạnh các chỉ tiêu về cường độ, độ bằng phẳng của mặt đường thì độ nhám mặt đường là một chỉ tiêu quan trọng của đường ô tô, có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả khai thác, đảm bảo an toàn cho xe chạy với vận tốc thiết kế ngày càng cao, nhất là trên các đường ô tô cấp cao và đường cao tốc. Việc xây dựng mặt đường có độ nhám cao cũng được chú trọng một các đặc biệt ở những đoạn đường dốc, đường quanh co bán kính nhỏ, những đoạn gần đến nút giao thông, đường trục chính trong đô thị, khu đông dân cư. Theo điều tra thống kê của một số nước thì có đến 20% số vụ tai nạn giao thông có nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp là do mặt đường trơn trượt, độ nhám không đủ, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường quá thấp. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây với nhịp độ phát triển kinh tế xã hội ngày một cao, giao thông vận tải đã và đang là ngành phát triển mạnh mẽ. Bên cạnh đó cùng sự tăng trưởng không ngừng của các phương tiện giao thông thì việc quản lý, tổ chức giao thông, bảo dưỡng, sửa chữa các tuyến đường để đảm bảo các phương tiện tham gia giao thông được an toàn và hạn chế tai nạn xảy ra trên đường là rất cần thiết. Tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Uông Bí có điểm đầu tại Km3+300 trên Quốc lộ 18 thuộc địa giới hành chính Tỉnh Bắc Ninh, điểm cuối giao Đường 10 tại Km77+000 (lý trình QL.18) thuộc địa phận Thành phố Uông Bí – tỉnh Quảng Ninh. Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Uông Bí đã được nâng cấp mở rộng từ những năm 19972004, do đây là đoạn tuyến nằm trong tuyến huyết mạch kết nối tỉnh Quảng Ninh với các tỉnh lân cận, tuyến đi qua 4 tỉnh, thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương và Quảng Ninh. Ngoài các đoạn tuyến đã được đầu tư nâng cấp mở rộng, phần lớn tuyến hiện nay được xây dựng với quy mô đường cấp III đồng bằng với 2 làn xe cơ giới và 02 làn xe hỗn hợp có Bmặt =1114.0m; Bnền =12 15.0m. Hiện tại lưu lượng các phương tiện tham gia giao thông đi qua đoạn tuyến này tăng trưởng rất cao, đặc biệt trong mùa du lịch, lượng du khách quốc tế và trong nước về vịnh Hạ Long tăng mạnh. Đó là một trong những nguyên nhân thường gây ra ùn tắc giao thông và nhiều tai nạn giao thông trên đoạn tuyến này. Để có thể đánh giá được chất lượng phục vụ của tuyến đường và đưa ra các biện pháp nâng cao an toàn cho xe chạy cũng như hạn chế tai nạn xảy ra trên đường thì việc đánh giá chất lượng mặt đường trong đó có đánh giá độ nhám mặt đường là hết sức quan trọng. Việc nghiên cứu về nhám ở nước ta cho đến nay vẫn chỉ ở giai đoạn đầu. Chúng ta còn thiếu rất nhiều, từ thiết bị thí nghiệm, thiết bị thi công và cả thiết bị đánh giá nhám. Một yếu tố nữa là thời tiết khí hậu ở Việt Nam không giống với các nước ở Châu Âu và Châu Mỹ nơi mà các công nghệ tạo nhám đã được phát triển. Chính vì vậy, việc áp dụng các công nghệ tạo nhám này vào nước ta cũng cần phải xem xét để sửa đổi cho phù hợp. Việc nghiên cứu về bản chất độ nhám, lựa chọn giải pháp công nghệ khả thi xây dựng lớp tạo nhám mặt đường và đề xuất nhập các thiết bị chuyên dùng phù hợp, lựa chọn các giải pháp đánh giá nhám là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu độ nhám của nước ta. Do vậy, học viên đã lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Uông Bí” nhằm đánh giá độ nhám mặt đường và đề xuất các giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường cho tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Uông Bí.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYN TRNG HNG NGHIÊN CứU, Đề XUấT GIảI PHáP NÂNG CAO Độ NHáM MặT ĐƯờNG TUYếN ĐƯờNG QUốC Lộ 18 ĐOạN BắC NINH UÔNG Bí LUN VN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN TRNG HNG NGHIÊN CứU, Đề XUấT GIảI PHáP NÂNG CAO Độ NHáM MặT ĐƯờNG TUYếN ĐƯờNG QUốC Lộ 18 ĐOạN BắC NINH UÔNG Bí Chuyờn ngnh: Xõy dng ng ô tô đường thành phố Mã số: 60.58.02.05.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS Lã Văn Chăm HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn bên cạnh nỗ lực thân tác giả, tác giả nhận động viên, giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp gia đình Cho phép tác giả gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo, cô giáo trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội tận tình dạy bảo thời gian học tập trường Đặc biệt tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Lã Văn Chăm người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình hiệu suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện Luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế Tác giả mong sụ đóng góp ý kiến thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Trọng Hưng MỤC LỤC LƠ#I CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM CỦA MẶT ĐƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN ĐIỀU KIỆN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG VÀ AN TOÀN GIAO THÔNG 1.1 Điều kiện xe chạy đường, nhân tố ảnh hưởng đến an toàn xe chạy 1.1.1 Hệ thống khai thác vận tải ôtô 1.1.2 Điều kiện xe chạy đường 1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến an toàn xe chạy 11 1.2 Độ nhám mặt đường 17 1.2.1 Bản chất độ nhám mặt đường ô tô 19 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám mặt đường 23 1.3 Ảnh hưởng độ nhám mặt đường đến an tồn giao thơng 26 1.3.1 Ảnh hưởng độ nhám mặt đường đến an tồn giao thơng 26 1.3.2 u cầu độ nhám mặt đường 26 1.4 Các phương pháp chung xác định độ nhám mặt đường 36 1.4.1 Thí nghiệm đánh giá thuộc tính cốt liệu 36 1.4.2 Các thí nghiệm đánh giá độ nhám mặt đường 38 CHƯƠNG ĐỘ NHÁM CỦA MẶT ĐƯỜNG VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ NHÁM CỦA MẶT ĐƯỜNG TRÊN TUYẾN QUỐC LỘ 18 ĐOẠN BẮC NINH – NG BÍ 48 2.1 Quy định chung 48 2.2 Tiến hành thí nghiệm 48 2.2.1 Chuẩn bị vật liệu thiết bị 48 2.2.2 Tiến hành thí nghiệm 49 2.2.3 Tính tốn xử lý kết 50 2.3 Tình trạng mặt đường tuyến Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí 52 2.3.1 Giới thiệu chung đoạn tuyến 52 2.3.2 Tình trạng mặt đường đoạn tuyến 53 2.4 Phân tích, đánh giá thực trạng độ nhám mặt đường tuyến Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí 56 2.5 Đo đạc xác định độ nhám phương pháp rắc cát 57 2.5.1 Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm 57 2.5.2 Tiến hành thí nghiệm 58 2.5.3 Kết đo đạc độ nhám trường 60 2.6 Nhận xét đánh giá kết 60 CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO THÔNG 70 3.1 Một số giải pháp tăng cường độ nhám mặt đường bê tông nhựa 70 3.1.1 Giải pháp 1: Lớp phủ mỏng bê tông nhựa cấp phối hở dùng nhựa đặc biệt (Very Thin Ovelay) 71 3.1.2 Giải pháp 2: Công nghệ cấy đá (Chipping) 73 3.1.3 Giải pháp 3: Hỗn hợp cấp phối chặt có tỷ lệ hạt thơ lớn 83 3.2 Đánh giá giải pháp tạo nhám 84 3.2.1 Thiết kế tuyển chọn vật liệu 84 3.2.2 Lựa chọn giải pháp 85 3.3 Kiến nghị đề xuất giải pháp công nghệ tạo nhám sử dụng Việt Nam 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC: KẾT QUẢ ĐO ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP RẮC CÁT TUYẾN QL 18 ĐOẠN BẮC NINH – NG BÍ 94 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị hệ số lực xiên SFC tối thiểu với loại đường 27 Bảng 1.2 Giá trị PSV tối thiểu yêu cầu để đảm bảo SFC N 29 Bảng 1.3 Giá trị H SRT tối thiểu yêu cầu 30 Bảng 1.4 Giá trị số a,b sử dụng để tính Sp 33 Bảng 1.5 Sức kháng trượt theo lắc Anh 38 Bảng 1.6 Hiệu chỉnh kết SRT nhiệt độ chuẩn 200C 44 Bảng 2.1 Tiêu chuẩn quy định chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mơ mặt đường đo phương pháp rắc cát 51 Bảng 2.2 Tổng hợp kết thí nghiệm đo độ nhám mặt đường phương pháp rắc cát 60 Bảng 3.1 Đường cong cấp phối chất liệu chuẩn 72 Bảng 3.2 Đường cong cấp phối cốt liệu yêu cầu 72 Bảng 3.3 Kích cỡ danh nghĩa đề nghị sử dụng cho công nghệ chipping 75 Bảng 3.4 Giá trị PSV tối thiểu cho loại điều kiện đường 76 Bảng 3.5 Các loại độ nhớt chất dính kết đề nghị 77 Bảng 3.6a Kích cỡ hạt đá tỷ lệ chất dính kết (lít/m2) 79 Bảng 3.6b Kích cỡ hạt đá tỷ lệ chất dính kết (lít/m2) 80 Bảng 3.7 Cấp phối chặt dùng cho lớp tạo nhám 83 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 a Dòng thơng tin lái xe, xe đuờng Hình 1.1 b Lái xe, xe đuờng chu trình điều khiển Hình 1.2 Sơ đồ biểu diễn độ nhám mặt đường bê tông nhựa 19 Hình 1.3 Phân loại mặt đường theo độ nhám 22 Hình 1.4 Quan hệ sức kháng trượt loại bề mặt đường tơ 22 Hình 1.5 Biểu đồ quản lý mặt đường 35 Hình 1.6 Sơ đồ thí nghiệm “bánh đa – rắc cát” 39 Hình 1.7 Nguyên lý đo thiết bọ MTM 40 Hình 1.8 Thiết bị lắc đo độ nhám Anh 43 Hình 1.9 Sơ đồ thí nghiệm lực trượt xiên góc lệch α 45 Hình 1.10 Biều đồ quan hệ hệ số lực kháng trượt xiên góc lệch α 46 Hình 2.1 Mặt đường bị nứt ngang 54 Hình 2.2 Mặt đường bị nứt mối nối dọc 55 Hình 2.3 Mặt đường bị nứt mai rùa 55 Hình 2.4 Mặt đường bị lún vệt bánh xe 56 Hình 2.5 Bộ dụng cụ thí nghiệm đo nhám 58 Hình 2.6 Đo đường kính mảng cát 59 Hình 2.7 Ghi chép số liệu đo đạc 59 Hình 3.1 Sơ đồ loại cấy đá (chipping) mặt đường cũ 81 Hình 3.2 Các giai đoạn thi cơng cấy đá (chipping) mặt đường 83 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, vấn đề lớn chuyên ngành đường ô tô nước giới quan tâm an tồn giao thơng Những tai nạn giao thơng đường xảy ngồi ngun nhân tổ chức giao thơng chưa tốt, điều kiện địa hình hạn chế ngun nhân khơng nhỏ tình trạng mặt đường xấu, bị trơn trượt Sức chống trượt mặt đường yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn cho xe chạy với vận tốc cao, đặc biệt điều kiện mặt đường bị ẩm ướt làm cho độ bám bánh xe với mặt đường bị suy giảm đáng kể Nhằm nâng cao khả chống trượt mặt đường ô tô, nhà nghiên cứu công nghệ đường ô tô giới tiến hành nghiên cứu đề xuất giải pháp cải thiện đồng thời theo hướng: • Về mặt nhà thiết kế chế tạo ô tơ ý nâng cao chất lượng hệ thống hãm xe hệ thống lái, cải tiến cấu tạo hình dáng mặt ngồi lốp xe nhằm tăng độ bám với mặt đường • Các nhà thiết kế, xây dựng khai thác đường tơ tìm cách làm cho mặt đường có độ nhám cao, lâu mòn tương đối ổn định mặt đường bị ẩm ướt Bên cạnh tiêu cường độ, độ phẳng mặt đường độ nhám mặt đường tiêu quan trọng đường tơ, có ý nghĩa định đến hiệu khai thác, đảm bảo an toàn cho xe chạy với vận tốc thiết kế ngày cao, đường ô tô cấp cao đường cao tốc Việc xây dựng mặt đường có độ nhám cao trọng đặc biệt đoạn đường dốc, đường quanh co bán kính nhỏ, đoạn gần đến nút giao thơng, đường trục đô thị, khu đông dân cư Theo điều tra thống kê số nước có đến 20% số vụ tai nạn giao thơng có ngun nhân trực tiếp hay gián tiếp mặt đường trơn trượt, độ nhám không đủ, hệ số bám bánh xe mặt đường thấp Ở Việt Nam, năm gần với nhịp độ phát triển kinh tế xã hội ngày cao, giao thông vận tải ngành phát triển mạnh mẽ Bên cạnh tăng trưởng khơng ngừng phương tiện giao thơng việc quản lý, tổ chức giao thông, bảo dưỡng, sửa chữa tuyến đường để đảm bảo phương tiện tham gia giao thông an toàn hạn chế tai nạn xảy đường cần thiết Tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí có điểm đầu Km3+300 Quốc lộ 18 thuộc địa giới hành Tỉnh Bắc Ninh, điểm cuối giao Đường 10 Km77+000 (lý trình QL.18) thuộc địa phận Thành phố ng Bí – tỉnh Quảng Ninh Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí nâng cấp - mở rộng từ năm 1997-2004, đoạn tuyến nằm tuyến huyết mạch kết nối tỉnh Quảng Ninh với tỉnh lân cận, tuyến qua tỉnh, thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương Quảng Ninh Ngoài đoạn tuyến đầu tư nâng cấp mở rộng, phần lớn tuyến xây dựng với quy mô đường cấp III đồng với xe giới 02 xe hỗn hợp có Bmặt =11-14.0m; Bnền =12- 15.0m Hiện lưu lượng phương tiện tham gia giao thông qua đoạn tuyến tăng trưởng cao, đặc biệt mùa du lịch, lượng du khách quốc tế nước vịnh Hạ Long tăng mạnh Đó nguyên nhân thường gây ùn tắc giao thông nhiều tai nạn giao thông đoạn tuyến Để đánh giá chất lượng phục vụ tuyến đường đưa biện pháp nâng cao an toàn cho xe chạy hạn chế tai nạn xảy đường việc đánh giá chất lượng mặt đường có đánh giá độ nhám mặt đường quan trọng Việc nghiên cứu nhám nước ta giai đoạn đầu Chúng ta thiếu nhiều, từ thiết bị thí nghiệm, thiết bị thi cơng thiết bị đánh giá nhám Một yếu tố thời tiết khí hậu Việt Nam khơng giống với nước Châu Âu Châu Mỹ nơi mà công nghệ tạo nhám phát triển Chính vậy, việc áp dụng cơng nghệ tạo nhám vào nước ta cần phải xem xét để sửa đổi cho phù hợp Việc nghiên cứu chất độ nhám, lựa chọn giải pháp công nghệ khả thi xây dựng lớp tạo nhám mặt đường đề xuất nhập thiết bị chuyên dùng phù hợp, lựa chọn giải pháp đánh giá nhám nhiệm vụ quan trọng nghiên cứu độ nhám nước ta Do vậy, học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí” nhằm đánh giá độ nhám mặt đường đề xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường cho tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Tìm hiểu độ nhám mặt đường, phương pháp xác định độ nhám ảnh hưởng đến điều kiện xe chạy đường an tồn giao thơng - Đo đạc, phân tích đánh giá độ nhám mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Bắc Ninh - Đưa số giải pháp nhằm nâng cao độ nhám mặt đường đảm bảo an tồn giao thơng Đối tượng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Độ nhám mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí - Phương pháp nghiên cứu: Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Trên sở lý thuyết độ nhám mặt đường, phương pháp xác định ảnh hưởng đến điều kiện xe chạy an tồn giao thơng, tiến hành đo đạc xác định độ nhám mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc – Uông Bí để đưa nhận xét, đánh giá mức độ an toàn chạy xe đưa số giải pháp nhằm nâng cao độ nhám mặt đường đảm bảo an tồn giao thơng 79 với Nếu lu bánh thép sử dụng sảy việc nghiền nát viên đá, nên trọng lượng tối đa bánh lu thép Bảo dưỡng: Sau công việc lu mặt đường hồn thành, cho phép thơng xe hạn chết tốc độ không 20km/h thời gian không nhỏ 20 phút Việc quét viên đá rời rạc không dính kết với bề mặt đường cho bề mặt đồng cần thiết trươc mở đường thông xe ngày (cho tới đạt độ dính kết đầy đủ) Hạn chế thi cơng giai đoạn từ tháng đến tháng để tránh tình trạng viên đá khơng găn vào cách mức sau trở lên rời rạc suốt tháng mùa đông Quy địng tỷ lệ bitum nhựa lỏng: Tỷ lệ bitum nhựa lỏng ứng với cấp lưu lượng xe loại mặt quy định bảng 3.6a 3.6b hình sau: Tỷ lệ bitum tương ứng: Bảng 3.6a Kích cỡ hạt đá tỷ lệ chất dính kết (lít/m2) Cấp lưu lượng xe (xem bảng 3.2) Loại mặt Cỡ hạt đường đá (mm) Tỷ lệ chất d.kết (1/m ) Rất cứng Không Cứng Bình thường Mềm Rất mềm Các điều kiện Cỡ hạt đá (mm) Tỷ lệ chất d.kết (1/m ) Cỡ hạt đá (mm) Tỷ lệ chất d.kết (1/m ) Cỡ hạt đá (mm) Tỷ lệ chất d.kết (1/m ) Cỡ hạt đá (mm) Tỷ lệ chất d.kết (1/m2) 10 1.0 1.0 1.1 1.2 14 1.1 10 1.0 1.0 1.0 14 1.0 14 1.0 10 1.0 1.0 20* 1.1 14 0.9 14 1.0 10 1.0 20* 0.9 14 0.9 10 0.8 Không phù hợp Ghi chú: (*) dùng với tốc độ xe chạy thấp 80 Tỷ lệ nhựa lỏng tương ứng Bảng 3.6b Kích cỡ hạt đá tỷ lệ chất dính kết (lít/m2) Cấp lưu lượng xe (xem bảng 3.2) Loại Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ mặt Cỡ hạt Cỡ Cỡ Cỡ Cỡ chất chất chất chất chất đường đá hạt đá hạt đá hạt đá hạt đá d.kết d.kết d.kết d.kết d.kết (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 2 2 (1/m ) (1/m ) (1/m ) (1/m ) (1/m2) Rất cứng Khơng Cứng Bình thường Mềm Các điều kiện Rất 10 1.2 1.1 1.2 1.4 14 1.2 10 1.1 1.1 1.2 14 1.1 14 1.1 10 1.1 1.1 20* 1.1 14 1.0 14 1.1 10 1.1 20* 1.0 14 1.0 10 1.0 Không phù hợp mềm Ghi chú: (*) dùng với tốc độ xe chạy thấp Hàm lượng bitum nhựa lỏng thực tế cung cấp thay đổi không ± 10% với số quy định Sỏi nghiền dùng theo ý kiến kỹ sư cho cấp lưu lượng xe Khi sỏi sử dụng tỷ lệ chất dính kết phải tăng 10% Sơ đồ công nghệ thi công loại cấy đá (chipping) mặt đường cũ thể hình 3.1 sau: 81 Cấy đá lớp, tưới - Đá dăm (6-20 dính kết lần mm) (Single dressing) - Chất dính kết - Mặt đường Cấy đá lớp, tưới - Đá dăm dính kết lần - Chất dính kết (Pad coat plus single dressing) - Đá dăm - Chất dính kết - Mặt đường Cấy đá lớp, tưới - Đá dăm nhỏ dính kết lần - Đá dăm (Racked – in – - Chất dính kết dressing) - Mặt đường Cấy đá lớp kép, - Đá dăm nhỏ tưới dính kết lần - Chất dính kết (Double dressing) - Đá dăm - Chất dính kết - Mặt đường Cấy đá kẹp giữa: - Đá dăm nhỏ lớp dính kết - Chất dính kết lớp đá - Đá dăm (Sandwich - Mặt đường dressing) Hình 3.1 Sơ đồ loại cấy đá (chipping) mặt đường cũ 3.1.2.2 Công nghệ cấy đá mặt đường Mục đích: Ở nước Anh tất tuyến đường giao thông hạng nặng nhiều tuyến đường hạng nhẹ khác áp dụng công nghệ tạo nhám sử dụng cấy đá cách rải lớp bê tơng nhựa nóng thơng thường sau rải lớp đá dăm bề mặt để hạn chế trượt bánh xe đường 82 Vì mục đích Cơng ngjee tạo lớp đá dăm bề mặt lớp nhựa nóng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Yêu cầu vật liệu: Cốt liệu đá sử dụng cho công nghệ thường có đường kính danh nghĩa 14mm (20 mm – tốc độ thấp), độ kháng bóng PSV nhỏ yêu cầu tương ứng với cấp lưu lượng xe Các viên đá phải bọc nhựa trước rải Công nghệ thi chơng cấy đá theo trình tự sau: Rải lớp phủ mặt bê tông nhựa thông thường lớp mỏng mặt đường cũ, lu lèn sơ Rải cốt liệu cấy đá bọc nhựa sau rải lớp mặt đá thơng thường với tỷ lệ: 1,2 ÷ 1,9 kg/m2 cốt liệu có đường kính danh nghĩa 14mm Và 1,9 ÷ kg/m2 cốt liệu có đường kính danh nghĩa 20mm Mặt đường phải san đầm lu bánh lốp (hoặc lốp máy san) để đạt ổn định độ chặt vị trí cốt liệu bọc nhựa Sơ đồ công nghệ thi công cấy đá (chipping) mặt đường bê tông nhựa thông thường biểu thị hình 3.2 sau: Lớp mặt đường bê tơng nhựa Lớp móng, mặt đường cũ Nền, móng đường Rải viên đá có bọc nhựa 83 Lu lèn găm dần viên đá xuống mặt đường Hình 3.2 Các giai đoạn thi công cấy đá (chipping) mặt đường 3.1.3 Giải pháp 3: Hỗn hợp cấp phối chặt có tỷ lệ hạt thơ lớn Mục đích: Giải pháp hiểu lớp bê tơng nhựa có hỗn hợp cấp phối chặt mà kích thước viên đá tuân theo quy luật định để tạo nên độ rỗng nhỏ với mục đích để tăng khả chịu lực mặt đường Yêu cầu vật liệu hỗn hợp: Phải đảm bảo yêu cầu chung cốt liệu tạo nhám sau: Giá trị độ kháng bóng: PSV > 50 Trị số mài mòn Los Angeles: LA < 20% Chỉ số dẹt: FI < 20% Như nói, để tăng sức kháng trượt cho bề mặt đường cần phải chọn lựa cấp phối cho cốt liệu thô lộ bề mặt đường Do mà hỗn hợp cấp phối chặt phải chọn cấp phối cho phải có tỷ lệ lớn cốt liệu thơ cốt liệu có kích thước lớn cho diện tích lớn cốt liệu thơ lên mặt đường Hỗn hợp dùng cho đường có vận tốc khơng lớn u cầu độ nhám khơng cao Do mà mặt đường thiết kế lớp bê tông nhựa vừa đảm bảo khả chịu lực vừa đảm bảo sức kháng trượt Theo khuyến nghị nên sử dụng cấp phối chặt theo bảng 3.7 sau: Bảng 3.7 Cấp phối chặt dùng cho lớp tạo nhám 84 Đường kính danh nghĩa Cỡ sàng (mm) 25,0 19,0 Lượng lọt qua sàng (%) - 100 - 25 90 – 95 10 19 - 90 – 95 12,5 56 – 68 - 9,5 - 56 – 68 4,75 29 – 44 35 – 50 2,36 19 – 32 23 – 36 0,3 – 11 – 12 0,075 1–5 2–6 Công nghệ thi công: Như thi công lớp mặt đường bê tông nhựa thông thường (tham khảo quy trình thi cơng mặt đường bê tơng nhựa 22TCN 249-98) 3.2 Đánh giá giải pháp tạo nhám Mục đích giải pháp cơng nghệ tạo nhám kể phải tạo nên cấu trúc bền mặt đường đảm bảo đủ độ nhám vi mô mà nhám vĩ mô cần thiết tương ứng với tốc độ xe chạy Như phân tích trên, giải pháp tăng cường nhám phải đảm bảo chiều sâu rắc cát H ≥ 0.65 mm; Giá trị kháng trượt đo lắc Anh SRT ≥ 65 Thông thường, việc tăng cường nhám mặt đường làm cho giá thành cơng trình đắt (bù vào tai nạn giao thơng giảm đi), việc thiết kế tạo nhám phải tiến hành cẩn thận, đảm bảo trì độ nhám vi mơ vĩ mơ u cầu thời hạn (tuổi thọ) làm việc lớp tạo nhám 3.2.1 Thiết kế tuyển chọn vật liệu Để tăng cường độ nhám, hỗn hợp đá nhựa cần phải thiết kế, tuyển chọn mặt; Chất lượng cốt liệu, chất lượng chất dính kết bitum; 85 Tỷ lệ phối hợp cốt liệu hàm lượng bitum cho đạt đủ độ nhám vi mô vĩ mô cần thiết thông qua tiêu H SRT nêu Sau cần thiết phải ý đến giải pháp công nghệ để đảm bảo đạt lớp mặt mong muốn Về chất lượng cốt liệu: Như phân tích phần trước, cần phải tuyển chọn vật liệu đá có độ chống mài mòn cao (Ryolit ), cường độ kháng nén cao, hàm lượng hạt dẹt thấp (FI < 20), độ mài mòn Los Angeles thấp (LA < 20), hạt phải vuông vắn nhằm tăng độ nhám vi mô Tất điều làm cho giá thành cốt liệu cao so với giá thành thông thường Vấn đề lựa chọn tỷ lệ, thành phần hạt cốt liệu, hàm lượng bitum: Để tạo hỗn hợp rải có độ nhám vĩ mô cần thiết cần phải đặc biệt ý Nhìn chung giải pháp đạt tiêu chuẩn này, giải pháp thứ cần phải ý đặc biệt để tạo nên kết cấu bề mặt có độ nhám vĩ mơ đủ lớn Về mặt lượng chất kết dính bitum: Chất kết dính bitum điều đáng bàn Để đảm bảo mặt đường có độ nhám cao trì suốt thời hạn phục vụ (> 10 năm), phải tuyển chọn vật liệu với giá thành cao Vì chất lượng nhựa khơng đảm bảo thời gian ngắn với nhiệt độ cao vào mùa hè Việt Nam liệu màng nhựa có mềm bít lỗ rỗng làm giảm độ nhám vĩ mô hay không? Và lúc vai trò lớp tạo nhám có phát huy tác dụng khơng? Đó điều mà người làm công tác đường cần phải quan tâm, nghiên cứu đánh giá Việc sử dụng nhựa đường bitum có cải thiện, tăng khả dính bám, ổn định nhiệt để xây dựng lớp tạo nhám đường cao tốc khuyến nghị sử dụng nhiều nơi giới, giải pháp 3.2.2 Lựa chọn giải pháp Ba giải pháp tăng cường nhám nêu đánh giá có hiệu tùy thuộc vào điều kiện cụ thể kinh tế - kỹ thuật mà lựa chọn cho hợp lý 86 Giải pháp 1: Lớp phủ mỏng hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối hở có sử dụng nhựa đặc biệt Giải pháp thường sử dụng đường cao tốc, mà lớp chịu lực bê tơng nhựa phía chế tạo từ cốt liệu đá thông thường địa phương (chất lượng không cao để làm lớp tạo nhám) Một lớp phủ mỏng tạo nhám tỏ kinh tế Ngoài phương pháp thường dùng để phủ đường cao tốc, đường trục bị mòn qua thời gian sử dụng Giải pháp 2: Cấy đá (chipping) Công nghệ tỏ có hiệu có sử dụng nhựa cải thiện Cơng nghệ cấy đá đặc biệt kinh tế đường trục chính, đường có trục xe chạy cao thành phố Giải pháp có giá thành thấp thời gian sử dụng ngắn so với giải pháp Giải pháp 3: Hỗn hợp bê tông nhựa cấp phối chặt có tỷ lệ cốt liệu thơ lớn Cơng nghệ sử dụng đường cao tốc xây dựng trực tiếp vừa làm lớp chịu lực vừa làm lớp tạo nhám Nếu sử dụng cốt liệu đá tuyển chọn chất lượng cao nhựa cải thiện, giá thành cơng trình đắt, chất lượng cao (nhưng cần phải thiết kế cho đạt dược độ nhám vĩ mô yêu cầu mà không làm cho hỗn hợp bê tơng có độ rỗng vượt q tiêu cho phép) Nếu khơng sử dụng nhựa cải thiện độ bền nhám chắn suy giảm, dẫn tới khơng hiệu (chỉ số chiều sâu trung bình cát H(mm) số lắc SRT lúc thi cơng khơng phản ánh chất lượng bề mặt giảm nhanh qua thời gian) 3.3 Kiến nghị đề xuất giải pháp công nghệ tạo nhám sử dụng Việt Nam Cần phải xem xét kỹ lưỡng trước lựa chọn giải pháp tạo nhám Giải pháp tạo nhám lớp phủ mỏng hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối hở có sử dụng nhựa đặc biệt tỏ hợp lý hiệu Nhưng giá thành đắt, nhựa polime độc quyền 87 Giải pháp cấy đá (chipping) giải pháp kinh tế sử dụng nhiều nơi (nhưng chất lượng tuổi thọ tất nhiên khơng giải pháp 1) Để hồn thiện cơng nghệ cần có đầu tư nghiên cứu định Việc lựa chọn kích cỡ đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Bản chất lớp mặt cũ, lưu lượng xe, loại đá, loại nhựa, Ngoài công nghệ thiết bị phun nhựa đảm bảo đồng phải đầu tư Để hồn thiện cơng nghệ thiết kế vật liệu lớp phủ có độ nhám cao, đánh giá chất lượng đường theo tiêu chuẩn nhám cần thiết phải đầu tư thiết bị thử nghiệm phòng trường Phải phân tích chi tiết, đánh giá hiệu loại thiết bị thí nghiệm đánh giá nhám, đề xuất thiết bị phù hợp với trình độ cơng nghệ Việt Nam 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài “Nghiên cứu, dề xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường tuyến Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Uông Bí” tập trung giải nội dung mà mục tiêu nghiên cứu đề ra: Nghiên cứu lý thuyết độ nhám mặt đường Các giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường đảm bảo an tồn giao thơng Kết đo đạc độ nhám tuyến Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí phương pháp rắc cát Giải pháp khắc phục cho tuyến Đồng thời rút số kết luận có ý khoa học ý nghĩa thực tiễn sau: Tai nạn giao thơng đường có liên quan trực tiếp hay gián tiếp đến yếu tố độ nhám mặt đường Đây tiêu kỹ thuật quan trọng đường ô tô khai thác nhằm đảm bảo an tồn giao thơng xe chạy với tốc độ cao Bản chất độ nhám mặt đường chủ yếu bao gồm hai thành phần: nhám vĩ mô nhám vi mơ, có vai trò tạo nên sức kháng trượt mặt đường hay hệ số bám lốp xe mặt đường Chỉ số kháng bóng vật liệu đá PSV tiêu quan trọng thiết kế tạo nhám Ngoài xe chạy với tốc độ cao mặt đường bị đọng nước nguy hiệu ứng màng nước xuất hiện, làm suy giảm sức bám bánh xe với mặt đường nguy hiểm cho an tồn giao thơng Vấn đề độ nhám mặt đường phương pháp thí nghiệm xác định để đánh giá nhám yêu cầu vật liệu thiết kế tạo nhám yêu cầu cần thiết cấp bách nước ta Phải đầu tư đồng nghiên cứu đầy đủ, chi tiết để xác định đánh giá tổng thể nhám Đồng thời sâu tìm hiểu phân tích, đánh giá số giải pháp công 89 nghệ tăng cường độ nhám mặt đường sử dụng rộng rải giới để đề xuất giải pháp khả thi áp dụng Việt Nam Nhìn chung, độ nhám trạng đường nước ta thấp Cần thiết phải ý đến giải pháp cải thiện nhám để tăng khả an tồn giao thơng Ưu tiên đường trục chính, đoạn đường đèo dốc, đoạn đầu cầu, nút giao thơng, trạm thu phí, … Các giải pháp tăng cường độ nhám phải tuyển chọn kỹ vật liệu, giải pháp cần có nhựa cải thiện đặc biệt Giải pháp xây dựng lớp phủ mỏng hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối hở có sử dụng nhựa cải thiện tăng nhám tỏ hợp lý hiệu quả, điều kiện Việt Nam nắng nóng mưa nhiều Từ kết thực tế đo độ nhám mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí tác giả rút số kết luận đề xuất số giải pháp tăng cường độ nhám mặt đường đoạn tuyến sau: Về đoạn tuyến có độ nhám tương đối đồng thuộc loại II, độ nhám mặt đường bên trái bên phải tuyến > 0,20, điều cho thấy mặt đường đảm bảo cho xe chạy với vận tốc nhỏ 80Km/h Đặc biệt có đoạn tuyến thuộc loại I đánh giá kết trên, có độ nhám < 0,20, điều cho thấy đoạn thuộc loại mặt đường tình trạng mặt đường nhẵn, đoạn khơng nên sử dụng Nhìn chung độ nhám mặt đường tuyến tương đối đồng Tuy nhiên có vài đoạn khơng xác định độ nhám tượng mặt đường đoạn bị hư hỏng bên trái tuyến từ Km4+498 – Km4+507 (nứt mai rùa), bên trái tuyến từ Km5+775 – Km5+815 (nứt mối nối dọc), bên trái tuyến Km6+150 – Km7+100 (lún vệt bánh xe kèm nứt vỡ mặt đường), phải tuyến Km8+295 – Km8+306 (rải rác nứt mai rùa mối nối dọc), bên trái tuyến Km12+900 – Km12+925 (rải rác nứt mai rùa mối nối dọc), bên trái tuyến Km17+847 – Km17+860 (nứt mối nối dọc) Trong phạm vi nghiên cứu đề tài Học viên sử dụng thí nghiệm “rắc cát” để đo, số lượng điểm đo khoảng 40 điểm/1km đường, 90 đánh giá tổng thể độ nhám vĩ mô mặt đường Để đánh giá độ nhám hồn chỉnh cần phải kết hợp hai phương pháp thí nghiệm phương pháp rắc cát lắc Anh Có xác định độ nhám vĩ mô vi mô mặt đường Về đoạn tuyến đảm bảo lưu thông với tốc độ 80Km/h, nhiên đoạn cục nằm loại I nêu cần có phương án nâng cao độ nhám mặt đường tại, đảm bảo an tồn cho phương tiện lại Qua q trình đo đạc thực tế, Học viên đưa số giải pháp đề xuất sau: Đối với đoạn tuyến Loại I trên, độ nhám mặt đường giảm xuống thấp, để đảm bảo vấn đề kinh tế phương án thi cơng nước, kiến nghị sử dụng công nghệ tạo nhám lớp phủ mỏng hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối hở có sử dụng nhựa đặc biệt tỏ hợp lý hiệu quả, biện pháp làm tăng sức kháng trượt cho mặt đường bê tơng nhựa, qua tăng cường độ nhám cho mặt đường đảm bảo tốc độ khai thác an tồn cho xe lưu thơng đường Trên số giải pháp tạm thời mà tác giả đề xuất nhằm cải thiện độ nhám mặt đường bê tông nhựa mặt tuyến Tuy nhiên luận án tồn hạn chế: Phương pháp đo nhám rắc cát đơn giản dễ thực việc đo đạc gặp nhiều khó khăn đo trình đo đạc việc ý đảm bảo an tồn giao thơng phức tạp việc đo tiến hành vị trí đường xe chạy thực vào ban ngày nên lưu lượng xe chạy đông Rất nguy hiểm cho thí nghiệm viên tiến hành đo Hơn kết đo lại xác định độ nhám vĩ mơ thường độ xác chưa cao Thiết bị đo nhám thiết bị xách tay (con lắc Anh) qua thời gian khai thác tỏ có nhiều ưu điểm: Đủ tộ tin cậy, dễ thao tác thí nghiệm giá thành khơng cao Thí nghiệm xác định độ nhám mặt đường cần phải kết hợp hai phương pháp rắc cát lắc Anh để hồn chỉnh bổ xung cho 91 nhau: Thí nghiệm rắc cát đánh giá thuộc tính nhám vĩ mơ, lắc Anh đánh giá thuộc tính nhám vi mơ bề mặt Kiến nghị số đề xuất: Để có cơng nghệ thiết kế tăng độ nhám mặt đường ơtơ hồn chỉnh, cần phải đầu tư nghiên cứu nhập thiết bị, vật tư đồng lĩnh vực: thí nghiệm phòng, thí nghiệm trường Cần thiết có nghiên cứu khảo sát chi tiết vật liệu đá dăm mỏ đá Việt Nam nhằm đánh giá chất lượng, trữ lượng loại vật liệu phục vụ cho giải pháp thiết kế tăng cường độ nhám đường ôtô Việt Nam tương lai Có thể tổ chức điều tra thông số kỹ thuật mặt đường, mật độ xe chạy,… đoạn đường điển hình có lựa chọn mạng lưới đường Việt Nam Dựa tập số liệu khảo sát nhiều năm, tiến hành xử lý đánh giá chất lượng mức độ suy giảm độ nhám đường theo tương quan với lưu lượng xe, chất lượng thi công, thời gian khai thác, … Nghiên cứu thật đầy đủ chi tiết lý thuyết thực nghiệm độ nhám sức kháng trượt mặt đường ôtô Nghiên cứu để nhập hay chế tạo thiết bị thí nghiệm kiểu để nâng cao suất độ tin cậy phương pháp truyền thống phương pháp “vệt cát” thủ công suất không cao 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Bách Độ nhám độ phẳng mặt đường bê tơng atphan ảnh hưởng đến điều kiện chạy xe - Đề tài nghiên cứu khoa học, năm 2004 [2] Bộ Giao Thông Vận Tải (1998 - 1999), Tiêu chuẩn kỹ thuật Cơng trình giao thơng đường bộ, Tập [3] Bộ Giao thông vận tải (2011), Quy trình thí nghiệm xác định độ nhám mặt đường đo phương pháp rắc cát TCVN8866-2011 [4] Trần Đình Bửu, Nguyễn Quang Chiêu, Nguyễn Quang Toản (1993) Khai thác đánh giá sửa chữa đường ô tô, Nhà xuất Đại học THCN [5] Lã Văn Chăm (2014), Kiểm định đánh giá chất lượng cơng trình đường ô tô, Tài liệu giảng dạy cao học Trường Đại học Giao thông Vận tải [6] Nguyễn Xuân Đào (1994), Vấn đề độ nhám mặt đường ô tô Việt Nam, Tạp chí GTVT số [7] Nguyễn Xuân Đào, Vũ Đức Chính (1998), Báo cáo kết thực đề tài cấp nhà nước KHCN 10.05 năm 1997, Tạp chí KHKT viện KHCN GTVT, 1-1998 [8] Nguyễn Xuân Đào, Vũ Đức Chính, Nguyễn Hữu Trí, Ngơ Minh Thành (1997), Các giải pháp khả thi tăng cường độ nhám đường ô tơ Việt Nam, Tạp chí cầu đường VN, [9] Dương Học Hải, Ngô Minh Thành, Báo cáo kết thực cấp nhà nước KC 10.05, đề mục chế thử thiết bị đo nhám [10] Phạm Huy Khang (2010), Công nghệ xây dựng mặt đường, Trường Đại học Giao thơng Vận tải [11] Dỗn Minh Tâm (1998), Về công nghệ tạo nhám mặt đường ô tô, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, – 1998 93 [12] Viện Khoa học Công nghệ GTVT (1995), Báo cáo kết thí nghiệm tạo nhám sử dụng cơng nghệ lớp phủ mỏng VTO đường Bắc Thăng Long – Nội Bài [13] ESSO: Very thin overlay [14] R.J Salter (1997), Highway Design and Construction, Second Ediction, Birmingham University ... xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí nhằm đánh giá độ nhám mặt đường đề xuất giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường cho tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh –. .. mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – Bắc Ninh - Đưa số giải pháp nhằm nâng cao độ nhám mặt đường đảm bảo an tồn giao thơng Đối tượng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu - Đối tượng nghiên. .. tượng nghiên cứu: Độ nhám mặt đường tuyến đường Quốc lộ 18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí - Phương pháp nghiên cứu: Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Trên sở lý thuyết độ nhám mặt đường, phương pháp xác định