Đang tải... (xem toàn văn)
Mặt đường nhựa ở nước ta được dùng phổ biến trên mọi loại đường, trên các con đường quan trọng thì mặt đường nhựa là giải pháp duy nhất, độc tôn. Chất lượng mặt đường nhựa vì vậy đóng vai trò đặc biệt quan trọng, có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn đối với ngành Giao thông Vận tải và đối với đất nước. Hiện tượng hư hỏng mặt đường nhựa hàng loạt mỗi khi có sự thay đổi đột biến về tải trọng xe, lưu lượng xe, khí hậu, thời tiết diễn ra ở mọi quốc gia, và ở nước ta thì trầm trọng hơn. Do khó khăn về kinh tế và đặc biệt là trình độ phát triển thấp của nền kinh tế, trong đó có trình độ khoa học công nghệ thấp, chúng ta chưa bao giờ, chưa có con đường nào có chất lượng tương xứng với nhiệm vụ của nó (dù trên lý thuyết tải trọng trục tính toán, chưa nói đến xe quá tải một, hai lần). Trong thực tế chưa có con đường nào ở nước ta thiết kế 1520 năm mà đưa vào khai thác 510 năm không phải đại tu. Những mặt đường cấp cao sau một hai năm đưa vào khai thác phải rải thêm một lớp để dấu đi các khuyết tật không phải là con số ít. Chính vị vậy việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng xây dựng kết cấu mặt đường là rất quan trọng và cấp thiết. Hiện tại, trên tuyến Quốc lộ 1A đoạn qua thành phố Phủ Lý có mật độ xe đông đúc, vào giờ cao điểm thành phố Phủ Lý bị tắc nghẽn. Mặt khác, mặt đường cũ bị hư hỏng, xuống cấp nghiêm trọng, mặc dù công tác sửa chữa thường xuyên, sửa chữa vừa và sửa chữa định kỳ vẫn được thực hiện. Để đảm bảo an toàn giao thông cũng như hạn chế tình trạng xuống cấp của mặt đường thì việc đầu tư xây dựng tuyến tránh thành phố Phủ Lý là hết sức cần thiết. Xuất phát từ những phân tích trên luận văn “Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng xây dựng kết cấu mặt đường áp dụng cho Quốc lộ 1 đoạn tránh thành phố Phủ Lý và đoạn Km215+775Km235+885 tỉnh Hà Nam” là đề tài rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học ứng dụng vào thực tiễn.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - CAO TIẾN QUÝ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG ÁP DỤNG CHO DỰ ÁN QUỐC LỘ ĐOẠN TRÁNH THÀNH PHỐ PHỦ LÝ VÀ ĐOẠN KM215+775-KM235+885 TỈNH HÀ NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - CAO TIẾN QUÝ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG ÁP DỤNG CHO DỰ ÁN QUỐC LỘ ĐOẠN TRÁNH THÀNH PHỐ PHỦ LÝ VÀ ĐOẠN KM215+775-KM235+885 TỈNH HÀ NAM NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN QUANG PHÚC HÀ NỘI - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Quang Phúc, số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực khơng trùng lặp với đề tài khác.Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hà Nội, ngày 13 tháng 10 năm 2017 Tác giả Cao Tiến Quý ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn thạc sĩ, tác giả nhận giúp đỡ, tạo điều kiện nhiệt tình quý báu nhiều cá nhân, tập thể Lời tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quang Phúc tận tình hướng dẫn suốt trình làm luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy trường Đại học Giao thơng Vận tải - Hà Nội tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức suốt thời gian theo học, thực hoàn thành luận văn, cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, người thân đồng nghiệp thời gian làm luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp q báu quý thầy cô bạn Tác giả Cao Tiến Quý iii MỤC LỤC 1.1.1 Khái niệm kết cấu áo đường mềm .3 1.1.2 Giới thiệu điển hình kết cấu áo đường mềm .3 1.2.1 Sơ đồ bố trí lớp kết cấu mặt đường bê tông nhựa .4 1.2.2 Yêu cầu kết cấu mặt đường bê tông nhựa .5 1.3.1 Phương pháp thiết kế theo 22TCN211-06 1.3.2 Phương pháp thiết kế theo 22TCN274-01 1.3.3 Phương pháp thiết kế theo AI (Asphalt Institute) 1.3.4 Phương pháp thiết kế theo học thực nghiệm MEPDG 1.4.1 Chương trình BISAR 10 1.4.2 Chương trình EverStressFE version 1.0 11 1.4.3 Chương trình KENPAVE 12 1.4.4 Chương trình 3D Move 13 1.4.5 Chương trình ALIZE 1.20 14 1.4.6 Chương trình ANSYS 14 1.4.7 Chương trình ABAQUS .14 1.4.8 Phần mềm học thực nghiệm MEPDG 15 1.4.9 Bộ phần mềm SW-1 Viện Asphalt-Mỹ 15 1.4.10 Các phần mềm khác 16 1.5.1 Kết cấu áo đường mềm phổ biến 16 1.5.2 Công nghệ thi công lớp kết cấu mặt đường 18 1.5.3 Công tác tu, bảo dưỡng kết cấu áo đường mềm 18 1.6.1 Xu hướng sử dụng bê tông nhựa Việt Nam Thế giới 19 1.6.2 Phân loại bê tông nhựa .20 1.6.3 Cấu trúc bê tông nhựa .21 1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa 21 1.6.5 Phương pháp thiết kế theo Marshall 22 1.6.6 Phương pháp thiết kế theo Superpave 23 1.7.1 Về phương pháp thiết kế kết cấu áo đường 30 1.7.2 Về phương pháp thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa 31 2.1.1 Nứt mỏi .32 2.1.2 Nứt nhiệt độ thấp 34 2.1.3 Nứt dọc .34 2.1.4 Nứt ngang 36 iv 2.1.5 Nứt lưới lớn dạng khối 38 2.1.6 Nứt phản ánh 40 2.1.8 Lún vệt bánh xe 41 2.1.9 Bong bật 43 2.1.10 Vết vá mặt đường/ Ổ gà 44 2.1.11 Chảy nhựa .45 2.2.1 Nguyên nhân nhiệt độ khơng khí cao 46 2.2.2 Nguyên nhân tải trọng xe lưu lượng xe: 47 2.2.3 Nguyên nhân công tác khảo sát thiết kế .48 2.2.4 Nguyên nhân công tác thi công .49 2.2.5 Nguyên nhân tải trọng vượt phương tiện .50 2.3.1 Thiết kế kết cấu mặt đường: 51 2.3.2 Lựa chọn lớp mặt đường BTN: 52 2.3.3 Đảm bảo chất lượng thi công: 54 2.3.4 Quản lý khai thác đường hợp lý 55 3.2.1 Môđun đàn hồi mặt đường cu 58 3.2.2 Khảo sát kết cấu mặt đường cu 59 3.3.1 Nhiệt độ 60 3.3.2 Độ ẩm 60 3.3.3 Mưa gió .60 3.4.1 Đất đắp 61 3.4.2 Cát đắp 61 3.4.3 Đá xây dựng .61 3.5.1 Tải trọng xe chạy tính tốn 62 3.5.2 Lưu lượng xe tính toán (Tn) .62 3.6.1 Phân tích lựa chọn lớp mặt đường 63 3.6.2 Phân tích lựa chọn lớp móng đường 63 3.6.3 Phân tích lựa chọn lớp đáy áo đường 64 3.7.1 Phân tích, xử lý số liêu nhiêt trạm khí tượng 64 3.7.2 Mơ hình SHRP 65 3.7.3 Mơ hình LTPP .65 3.7.4 Xác định mác nhựa PG từ mơ hình tính tốn .66 3.7.5 Độ tin cậy thiết kế 66 3.7.6 Điều chỉnh mác nhựa theo đặc tính tải trọng .66 3.8.1 Các thông số thiết kế 68 3.8.2 Nguyên tắc thiết kế 68 v 3.8.3 Kết thiết kế măt đường: .71 - Kết cấu đoạn tránh TP Phủ Lý: KC1 71 3.9.1 Nội dung ngun tắc tính tốn 72 3.9.2 Kết thiết kế măt đường QL1 đoạn tuyến tránh thành phố Phủ Lý đoạn Km215+775-Km235+885 76 4.1.1.Tổng thể phương pháp Marshall 88 4.1.2.Ưu nhược điểm phương pháp Marshall .89 4.3.1.Tiêu chuẩn thiết kế .91 4.3.2 Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa, tiêu lý bê tông nhựa 91 4.4.1.Tiêu chuẩn thiết kế .96 4.4.2.Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa, tiêu lý bê tông nhựa 96 vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Hệ số tải trọng tương đương khuyến cáo .7 Bảng 1.2: Số liệu mạng lưới đường Việt Nam theo vật liệu lớp mặt đường 19 Bảng 1.3: Phân loại bê tơng nhựa nóng 20 Bảng 1.4: Điều chỉnh mác nhựa theo điều kiện giao thông 24 Bảng 1.5: Cấp phối hỗn hợp Superpave 26 Bảng 1.6: Khống chế hỗn hợp bê tông nhựa .26 Bảng 1.7: Yêu cầu cốt liệu 27 Bảng 1.8: Số lần đầm nén thiết kế 28 Bảng 1.9: Các tiêu kỹ thuật thiết kế hỗn hợp 28 Bảng 2.1: So sánh nhựa đường thông thường và Multiphalte 53 Bảng 3.1: Môđun đàn hối mặt đường cũ cần Benkelman 59 Bảng 3.2: Khảo sát kết cấu mặt đường cũ 59 Bảng 3.3: Mô tả đất đắp .61 Bảng 3.4: Mô tả cát đắp .61 Bảng 3.5: Mỏ đá xây dựng 61 Bảng 3.6: Thành phần ô tô loại đường QL1 62 Bảng 3.7: Trạm khí tượng nghiên cứu 64 Bảng 3.8: Kết phân tích nhiệt độ trạm khí tượng miền Bắc 64 Bảng 3.9: Kết tính tốn mác nhựa PG theo SHRP và LTPP .66 Bảng 3.10: Điều chỉnh mác nhựa theo điều kiện giao thông .67 Bảng 3.11: Tính lưu lượng ESAL 20 năm 67 Bảng 3.12: Bảng tính lưu lượng 20 năm phục vụ kết cấu áo đường 76 Bảng 3.13: Kết cấu mặt đường tuyến tránh 80 Bảng 3.14: Nhiệt độ trung bình tháng khu vực Hà Nam 80 Bảng 4.1 Kết phân tích thành phần hạt 94 Bảng 4.2 Thiết kế phối trộn hỗn hợp cốt liệu .94 Bảng 4.3 Kết thí nghiệm tiêu lý: 96 Bảng 4.4: Kết phối trộn cốt liệu – Giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh 96 ` 94 Bảng 4.1 Kết phân tích thành phần hạt Đá Đá Đá Bột Hạng mục nghiền nghiền Cát mạt khoáng 10x20 5x10 Tỷ trọng khối cốt liệu 2.714 2.701 2.673 2.607 2.714 Tỷ trọng biểu kiến loại cốt liệu 2.731 2.722 2.700 2.638 2.714 Tỷ lệ phối hợp (%) 22.0 20.0 35.0 17.0 6.0 Bảng 4.2 Thiết kế phối trộn hỗn hợp cốt liệu Tỷ lệ % lọt qua sàng Vật liệu Đá nghiền 10x20 Đá nghiền 5x10 Đá mạt 0x5 Cát Việt Trì Bột khống Hỗn hợp phối trộn (%) TC kỹ thụât (%) 25.0 19.0 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.1 100 96.7 34.3 10.5 0.9 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 100 100 100 96.6 1.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 100 100 100 100.0 95.7 30.6 8.6 3.1 2.4 2.2 1.4 100 100 100 99.8 96.8 86.2 72.1 40.4 6.0 0.7 0.2 100 100 100 100 100 97.5 87.8 83.9 100 100 100 98.9 77.7 100 78 90 60 69.0 72 50 47.9 28.5 20.3 13.7 56 44 33 24 26 16 12 7.8 17 5.8 100 100 100 6.3 13 0.075 Hàm lượng nhựa tối ưu thiết kế 4.8% theo khối lượng cốt liệu hay 4.60% theo hỗn hợp − Tỷ trọng khối hỗn hợp cốt liệu tính được: Gsb = Gsb = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 P1 P2 P3 P4 P5 + + + + G1 G2 G3 G4 G5 34 + 17 + 27 + 16 + = 2.683 34 17 27 16 + + + + 2.714 2.701 2.673 2.607 2.714 − Tỷ trọng nhựa thí nghiệm Gb =1.030 − Tỷ trọng khối BTN đầm nén xác định Gmb=2.428 (g/cm3) − Tỷ trọng lớn BTN rời xác định Gmm=2.529 (g/cm3) ` 95 − Độ rỗng dư tính đảm bảo từ 3%-6% Va = 100 − Thể tích nhựa Vb tính được: Vb = − Gmm − Gmb 2.529 − 2.428 = 100 = 4% Gmm 2.529 PbGmb 4.6 x 2.428 = = 10.84% Gb 1.030 Thể tích nhựa hấp phụ Vba tính % theo thể tích tổng hỗn hợp: Pb 100 − Pb 100 Vba = Gmb + − Gb Gsb Gmm 4.6 100 − 4.6 100 Vba = 2.428 + − = 1,17% 1.03 2.683 2.529 Thể tích nhựa có hiệu Vbe =Vb -Vba=10.84% -1.17%=9.67% đảm bảo 9% - 11% − Lượng nhựa có hiệu theo khối lượng hỗn hợp: Vbe 9.67 Pbe = Pb = 4.6 = 4,10% Vb 10.84 − Lượng nhựa hấp phụ theo khối lượng hỗn hợp Pba=4.6% - 4.10%=0.50% − Độ rỗng cốt liệu VMA=Va+Vbe=4.0+9.67=13.67% đảm bảo >13% − Độ rỗng lấp đầy nhựa đảm bảo 65% -75% Vbe 9.67 VFA = 100 = 100 = 70,73% VMA 13.67 − Tỷ lệ lượng hạt lọt qua sàng 0.075 hàm lượng nhựa có hiệu: D/ B = P0.075 5.8 = = 1.41% Pbe 4.1 đảm bảo từ 0.8-1.6 − Tính tỷ diện bề mặt cốt liệu 1.4 ( P50 − P37.5 ) + 2.0 ( P37.5 − P25 ) + 2.8 ( P25 − P19.5 ) + 3.9 ( P19.5 − P12.5 ) +5.5 ( P12.5 − P9.5 ) + 8.9 ( P9.5 − P4.75 ) + 17.9 ( P4.75 − P2.36 ) Ss = ÷ 1000Gsb +36.0 ( P2.36 − P1.18 ) + 71.3 ( P1.18 − P0.6 ) + 141 ( P0.6 − P0.3 ) +283 ( P0.3 − P0.15 ) + 556 ( P0.15 − P0.075 ) + 1600( P0.075 ) = 4.56 Tính chiều dày màng nhựa biểu kiến: ` 96 AFT = 1000Vbe 1000 x9.67 = = 9.16 µm S s Ps.Gmb 4.56 x(100 − 4.6) x 2.428 Bề dày màng nhựa biểu kiến 9.16 µm nằm phạm vi cho phép (7-10 µm ) Tuy nhiên, bề dày màng nhựa biểu kiến tương đối lớn, ảnh hưởng đến khả dễ bị hằn lún vệt bánh xe Độ ổn định Marshall 9.30kN (đảm bảo >8kN), độ dẻo 2.3mm (đảm bảo 24mm), thương số 4.04 (đảm bảo >4) Chiều sâu vệt hằn lún nước 500C, 15000 lượt tác dụng 8.34mm (max12.5mm) Vậy hỗn hợp thiết kế đảm bảo tất tiêu khống chế 4.4 Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa lớp mặt BTNC12.5 4.4.1.Tiêu chuẩn thiết kế Quy trình thiết kế hỗn hợp BTN dẫn theo TCVN 8820:2011 gồm có nội dung sau: Cơng tác thiết kế hỗn hợp BTN theo phương pháp Marshall nhằm mục đích tìm hàm lượng nhựa tối ưu ứng với hỗn hợp cốt liệu chọn 4.4.2.Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa, tiêu lý bê tông nhựa Căn quy tắc hướng dẫn thiết kế TCVN 8820:2011 Công việc thiết kế hỗn hợp BTNP thực sau: Hàm lượng nhựa thiết kế chọn là: + 4,90 % (Theo khối lượng hỗn hợp) + 5,20 % (Theo khối lượng cốt liệu) + Kiểm tra vật liệu trạm Bảng 4.3 Kết thí nghiệm tiêu lý: Hạng mục Tỷ trọng khối cốt liệu Tỷ trọng biểu kiến loại cốt liệu Đá nghiền 10x20 Đá nghiền 5x10 Đá mạt Cát Bột khoáng 2.714 2.701 2.673 2.607 2.714 2.731 2.722 2.700 2.638 2.714 Tỷ lệ phối hợp (%) 22.0 20.0 35.0 17.0 6.0 Bảng 4.4: Kết phối trộn cốt liệu – Giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh Vật liệu Đá 25.0 100 19.0 100 12.5 35.4 Tỷ lệ % lọt qua sàng 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 10.9 0.9 0.9 0.8 0.8 0.3 0.8 0.15 0.8 0.075 0.7 ` 97 Vật liệu nghiền 10x20 Đá nghiền 5x10 Đá mạt 0x5 Cát Việt Trì Bột khống Hỗn hợp phối trộn (%) TC kỹ thụât (%) 25.0 19.0 12.5 Tỷ lệ % lọt qua sàng 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 100 100 100 96.6 1.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 100 100 100 100 95.7 30.6 8.6 3.1 2.4 2.2 1.4 100 100 100 99.8 96.8 86.2 72.1 40.4 6.0 0.7 0.2 100 100 100 100 100 100 100 100 97.5 87.8 83.9 100 100 100 100 85.8 90 79.7 80 56.5 62 31.7 48 21.6 36 14.3 26 8.0 18 6.4 14 5.8 100 100 74 60 34 20 13 0.3 0.15 0.075 Hình 4.2: Đường cong cấp phối hỗn hợp giai đoạn thiết kế hồn chỉnh Từ biểu đồ đường cong đặc tính hỗn hợp BTN, chọn hàm lượng nhựa 4.9 % hàm lượng nhựa thiết kế Tỷ trọng khối hỗn hợp cốt liệu tính được: Gsb = − 22 + 20 + 35 + 17 + = 2.678 22 20 35 17 + + + + 2.714 2.701 2.673 2.607 2.714 Tỷ trọng nhựa thí nghiệm Gb =1.030 ` 98 − Tỷ trọng khối BTN đầm nén xác định Gmb=2.40 − Tỷ trọng lớn BTN rời xác định Gmm=2.512 Độ rỗng khơng khí tính đảm bảo từ 3%-6% Va = 100 − Gmm − Gmb 2.512 − 2.40 = 100 = 4.46 % Gmm 2.512 Thể tích nhựa Vb tính Vb = PbGmb 4.9 x 2.40 = = 11 42% Gb 1.030 Thể tích nhựa hấp phụ Vba tính % theo thể tích tổng hỗn hợp: Pb 100 − Pb 100 Vba = Gmb + − Gb Gsb Gmm 4.9 100 − 4.9 100 Vba = 2.40 + − = 1,104% 1.03 2.678 2.512 Thể tích nhựa có hiệu Vbe =Vb -Vba=11.42% -1.04%=10.38% đảm bảo 9%11% − Lượng nhựa có hiệu theo khối lượng hỗn hợp Vbe 10.38 Pbe = Pb = 4.9 = 4.45% Vb 11 42 − Lượng nhựa hấp phụ theo khối lượng hỗn hợp Pba=4.9%-4.45%=0.45% − Độ rỗng cốt liệu VMA=Va+Vbe=4.46+10.38=14.84% đảm bảo >13% − Độ rỗng lấp đầy nhựa đảm bảo 65% -75% Vbe 10.38 VFA = 100 = 100 = 69.95% VMA 14.84 − Tỷ lệ lượng hạt lọt qua sàng 0.075 hàm lượng nhựa có hiệu: D/B = đảm bảo từ 0.8-1.6 − Tính tỷ diện bề mặt cốt liệu P0.075 5.8 = = 1.30% Pbe 4.45 ` 99 1.4 ( P50 − P37.5 ) + 2.0 ( P37.5 − P25 ) + 2.8 ( P25 − P19.5 ) + 3.9 ( P19.5 − P12.5 ) +5.5 ( P12.5 − P9.5 ) + 8.9 ( P9.5 − P4.75 ) + 17.9 ( P4.75 − P2.36 ) Ss = ÷ 1000Gsb +36.0 ( P2.36 − P1.18 ) + 71.3 ( P1.18 − P0.6 ) + 141 ( P0.6 − P0.3 ) +283 ( P0.3 − P0.15 ) + 556 ( P0.15 − P0.075 ) + 1600( P0.075 ) =4.7 - Tính chiều dày màng nhựa biểu kiến : AFT = 1000Vbe 1000 x10.38 = = 9.67 µm S s Ps.Gmb 4.7 x(100 − 4.9) x 2.40 Tuy nhiên, bề dày màng nhựa biểu kiến tương đối lớn, ảnh hưởng đến khả dễ bị hằn lún vệt bánh xe Độ ổn định Marshall 10.9kN (đảm bảo >8kN), độ dẻo 2.2mm (đảm bảo 2-4mm), thương số 4.95 (đảm bảo >4) Chiều sâu vệt hằn lún nước 500C, 15000 lượt tác dụng 5.86mm (max12.5mm) Vậy hỗn hợp thiết kế đảm bảo tất tiêu khống chế 4.5 Nhận xét kết luận chương Chương IV tập trung vào vấn đề: Giới thiệu cơng tác tính tốn, thiết kế, thi cơng quản lý chất lượng cho hỗn hợp BTNC 12.5 cho lớp mặt BTNC 19 áp dụng cho tuyến tránh thành phố Phủ Lý đoạn Km215+775-Km235+885 Đánh giá công tác lựa chọn nhựa đường sử dụng cho hỗn hợp BTNC 12.5 BTNC19 theo phương pháp Marshall Tính tốn đánh giá đặc trưng thể tích thiết kế hỗn hợp BTN đánh giá cho mẫu thí nghiệm thí nghiệm độ ổn định độ dẻo Marshall qua thông số độ chụm Một số kinh nghiệm lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu: - Hàm lượng nhựa tối ưu định qua thí nghiệm Marshall - Hàm lượng nhựa tối ưu phải thỏa mãn tất yêu cầu Va; VMA; VFA; chiều dày màng nhựa có hiệu; Tỷ số D/B - Hàm lượng nhựa tối ưu phải đảm bảo thể tích nhựa có hiệu khống chế - Hàm lượng nhựa tối ưu phải đảm bảo bê tông nhựa thỏa mãn yêu cầu thí nghiệm vệt hằn bánh xe ` 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận * Những đóng góp đề tài mặt khoa học -Tổng hợp phân tích ưu nhược điểm kết cấu áo đường mềm cấp cao sử dụng Việt Nam -Phân tích ưu nhược điểm phạm vi áp dụng phần mềm 3D Move, BISAR, FPS21, EverStressFE, KENPAVE, MEPDG 1.1 thiết kế kết cấu áo đường mềm Việt Nam -Có nhiều phương pháp thiết kế kết cấu áo đường mềm thích hợp Việt Nam xếp theo thứ tự từ đơn giản đến phức tạp là: Phương pháp thiết kế mặt đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN-211-06; Phương pháp thiết kế mặt đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN-274-01; Phương pháp AI Phương pháp MEPDG -Đánh giá phần mềm SW-1 Viện Asphalt – Mỹ làm sở cho việc nghiên cứu phương pháp thiết kế kết cấu áo đường -Phương pháp AI dựa lời giải tốn bán khơng gian vơ hạn đàn hồi nhiều lớp với trạng thái giới hạn lún vệt bánh toàn kết cấu điều kiện mỏi lớp bê tông nhựa Phương pháp đủ đơn giản, rõ ràng dễ áp dụng Việt Nam Mô hình tốn sử dụng tiêu chuẩn 22TCN211-06; -Phương pháp AI dựa hệ thống thí nghiệm đại ASTM AASHTO phù hợp với xu hướng phát triển chung ngành GTVT Việt Nam; * Những đóng góp đề tài mặt thực tiễn -Đề tài tổng kết giải pháp thiết kế kết cấu mặt đường, từ có có tính chất định lượng nhằm nâng cao chất lượng kết cấu mặt đường áp dụng cho Quốc lộ đoạn tránh thành phố Phủ Lý đoạn Km215+775Km235+885, tỉnh Hà Nam trình sử dụng -Qua việc thực đề tài nhiều phương pháp tính tốn khác sở cho việc áp dụng cho nhiều dự án khác, so sánh yếu tố khác nhằm đưa kết cấu hợp lý nhất, phù hợp với xu phát triển: độ bền kết cấu, tuổi thọ kết cấu * Những tồn tại, hạn chế -Đề tài nghiên cứu lý thuyết, sử dụng phần mềm tiêu chuẩn có ` 101 sẵn mà chưa có điều kiện kiểm chứng với kết cấu áo đường khai thác -Hiện nay, nước ta có nhựa đường theo mác độ kim lún (nhựa 60/70, nhựa 40/50) nhựa đường polymer (PMBI, PMBIII, PMBIII) Các loại nhựa đường không phân cấp theo chuẩn PG nên áp dụng theo đề xuất khó khăn Giải pháp nhập mác nhựa PG cần thiết, nhiên chưa áp dụng nhựa đường PG chưa phổ biến thị trường Kiến nghị Phân loại lựa chọn nhựa đường theo phương pháp Superpave với ưu điểm tương ứng với điều kiện Việt Nam Vì vậy, cần có thêm nghiên cứu, đánh giá cụ thể để sớm áp dụng phương pháp phổ biến Việt Nam Cần đưa thêm tính tốn đặc tính thể tích hỗn hợp BTN vào tiêu chuẩn thiết kế hỗn hợp, giúp công tác lựa chọn, điều chỉnh thành phần cấp phối hỗn hợp xác Đối với mẫu thử nghiệm Marshall nên đánh giá độ chụm, để loại bỏ mẫu có chệnh lệch nhiều làm cho kết khơng xác * Hướng nghiên cứu tiếp tục đề tài Như nêu Chương 3, số hạn chế phương pháp tính cần hồn thiện cho phù hợp với điều kiện Việt Nam thuận lợi tính tốn: - Xây dựng hệ số tải trọng tương đương cho nhóm/ loại xe sở điều kiện giao thơng Việt Nam có xét đến yếu tố tải xe - Phân vùng vật liệu xây dựng đường ô tô phương pháp lực chọn vật liệu lớp kết cấu áo đường - Hiện nay, phương pháp tính tốn chưa xét đến tải trọng động lực ngang bánh xe lên mặt đường Đây hướng nghiên cứu tiếp tục đề tài - Việc lựa chọn mác nhựa đường PG xét đến yếu tố tải trọng, tổng tải trọng trục xe tiêu chuẩn ESAL dự báo 20 năm tốc độ dòng xe quy định Với tiêu chuẩn thiết kế mặt đường 22 TCN 274-01 có tiêu chí để áp dụng tổng tải trọng trục xe tiêu chuẩn ESAL dự báo Riêng với tiêu chuẩn thiết kế mặt đường 22 TCN 211-06, tải trọng trục xe tiêu chuẩn 10 (12 tấn), sử dụng lưu lượng xe quy đổi/ngày cuối thời kỳ khai thác (15 năm) để tính tốn nên áp dụng lựa chọn mác nhựa đường PG theo đặc tính dòng xe cần phải nghiên cứu chuyển đổi ` 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Bộ Giao thông vận tải (2001), Tiêu chuẩn ngành 22TCN 274-01 - Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm Bộ Giao thông vận tải (2006), 22TCN 335-06: Xác định mô đun đàn hồi đường mô đun đàn hồi hữu hiệu áo đường mềm thiết bị đo động FWD, Nhà xuất GTVT, Hà Nội Bộ Giao thông vận tải (2006), Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế 22TCN 211-06, Nxb GTVT, Hà Nội Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8819 : 2011 Mặt đường bê tông nhựa nóng- u cầu thi cơng nghiệm thu Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8820 : 2011 Hỗn hợp bê tơng nhựa nóngThiết kế theo phương pháp Marshall Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8859 : 2011 Lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đường ô tô - Vật liệu, thi công nghiệm thu Bùi Xuân Cậy (chủ biên), Trần Thị Kim Đăng, Vũ Đức Sỹ, Nguyễn Quang Phúc (2009), Giáo trình Thiết kế mặt đường tơ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Trần Thị Kim Đăng (2010), Giáo trình Độ bền kết cấu bê tông nhựa, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Văn Thành (2012), “Ảnh hưởng tải trọng trục xe áp lực bánh xe đến làm việc kết cấu áo đường mềm Việt Nam”, Tạp chí Cầu-Đường Việt Nam, số 8/2012, tr28-33 10 Nguyễn Quang Phúc, Trần Thị Cẩm Hà (2012), “Đánh giá mơ đun lớp điều kiện dính bám lớp bê tông asphalt kết cấu mặt đường mềm thí nghiệm FWD”, Tạp chí GTVT, số 11/2012, trang 33-35 11 Nguyễn Quang Phúc, Trần Danh Hợi (2013), “Phân tích mặt đường bê tơng asphalt tác dụng tải trọng xe chạy”, Tạp chí GTVT, số 3/2013, trang 30-33 Tiếng Anh 12 AASHTO (2008), Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide- A Manual of ` 103 Practice, ISBN: 978-1-56051-423-7 13 Baladi, G., Dawson, T., Dean, C., Haider, S., and Chatti, K (2011), “The Remaining Service Life - A Good Pavement Management Tool”, Transportation and Development Institute Congress 2011: pp 103-111 14 Balla C.K (2010), Prediction of Remaining Service Life of Pavements, Master of Science Thesis, The University of Toledo 15 Cambridge Systematics, Inc (2006), Performance Measures and Targets for Transportation Asset Management, Final report, document for NCHRP Project 20-60, USA 16 Nam B H., et al (2013), “Improved Structural Condition Index for Pavement Evaluation at Network Level”, Airfield and Highway Pavement 2013: Sustainable and Efficient Pavements © ASCE 2013 PHỤ LỤC TÍNH TỐN TÍNH TỐN MÁC NHỰA PG KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THEO 22TCN211-06 KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THEO 22TCN274-01 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG NHỰA ... cấp mặt đường việc đầu tư xây dựng tuyến tránh thành phố Phủ Lý cần thiết Xuất phát từ phân tích luận văn Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng xây dựng kết cấu mặt đường áp dụng cho Quốc lộ. .. nguyên nhân phá hoại kết cấu mặt đường BTN giải pháp khắc phục Chương 3: Nghiên cứu đề xuất kết cấu áo đường mềm hợp lý áp dụng cho dự án Quốc lộ đoạn tránh thành phố Phủ Lý đoạn Km 215 +775-Km235+885... 2 017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - CAO TIẾN QUÝ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG ÁP DỤNG CHO DỰ ÁN QUỐC LỘ ĐOẠN