Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ---ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶTỞ VIỆT NAM Ngành : K

ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO

VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG

BÊ TÔNG NHỰA CHẶTỞ VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

-ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO

VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG

BÊ TÔNG NHỰA CHẶTỞ VIỆT NAM

Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số : 9.58.02.05Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1: PGS.TS Bùi Ngọc Toàn2: PGS.TS Nguyễn Quang Phúc

Hà Nội, 2018

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án, tác giả trân trọng cảm ơn các cơ quan đã tạo mọi điềukiện giúp đỡ: Khoa Công trình; phòng Đào tạo Sau đại học; Phòng Khoa học; Bộmôn Đường bộ; Bộ môn Vật liệu xây dựng; Phòng thí nghiệm Đường bộ; Trungtâm Khoa học công nghệ Trường Đại học Giao thông vận tải; Phòng thí nghiệmtrọng điểm 1, Viện khoa học công nghệ GTVT; Các Phòng thí nghiệm công trìnhthuộc (Công ty : ACC, TV kiểm định ALPHA, Minh Sơn, Sơn Hải, TV XD Hảikim, ĐH CN GTVT)

Bằng những tình cảm chân thành nhất, tác giả vô cùng cảm ơn PGS.TS BùiNgọc Toàn, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc, những người Thầy đã định hướng, tậntình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên cả về chuyên môn và kinh phí trong quá trìnhthực hiện luận án Cảm ơn PGS.TS Trần Thị Kim Đĕng đã đọc luận án và cung cấpthêm nhiều thông tin, tài liệu thiết thực Cảm ơn các thầy, cô giáo bộ môn Đường

bộ, các cán bộ, nhân viên phòng thí nghiệm Vật liệu xây dựng, các phòng thínghiệm

Tác giả chân thành cảm ơn, PGS.TS Lã Vĕn Chĕm, TS Nguyễn QuangTuấn, NCS Trần Danh Hợi và rất nhiều những người bạn thân thiết đã nhận xét, góp

ý, tìm kiếm và cung cấp nhiều tài liệu quý giá từ các trường Đại học châu Âu,Trung Quốc

Luận án không thể hoàn thành nếu thiếu sự giúp đỡ về số liệu, vật liệu vàthiết bị thí nghiệm của: Viện KHCN GTVT, Trường ĐH GTVT phân viện TPHCM,Cienco1,8; Cienco5, TCT Trường sơn, Tổng công ty PT đường cao tốc Việt Nam(VEC), PMU3, Công ty PETRO Việt Nam…

Cảm ơn gia đình và bạn bè, những người thân luôn bên tôi

Hà Nội, 01/2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

NCS Đồng Xuân Trường

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

DANH MỤC HÌNH VẼ xiii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT

5 1.1 Những khái niệm chung 5

1.1.1 Chất lượng 5

1.1.2 Quản lý chất lượng 5

1.1.3 Đảm bảo chất lượng 6

1.1.4 Kiểm soát chất lượng 7

1.1.5 Mức chấp nhận chất lượng 8

1.2 Đảm bảo chất lượng thi công thông qua các mức - tiêu chuẩn

9 1.2.1 Các mức quy định tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng thi công mặt đường

9 1.2.2 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa chặt trên thế giới

15 1.2.3 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam

20 1.3 Các loại rủi ro trong thi công dự án đường bộ khi thanh toán

23 1.4 Hệ số thanh toán PF thi công bê tông nhựa 25

1.4.1 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Việt Nam trong thời gian gần đây: 25

1.4.2 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Hoa kỳ: 28

1.5 Những nghiên cứu phân tích ảnh hưởng các thông số kỹ thuật đến chất lượng lớp bê tông nhựa và phát triển QRSS 29

1.6 Phân tích công tác thi công BTN các dự án 31

1.7 Những nghiên cứu QC/QA thi công bê tông nhựa trên thế giới 32

1.8 Những nghiên cứu đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam 35

1.9 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết 38

1.10 Mục tiêu và nội dung của đề tài nghiên cứu 38

1.10.1 Mục tiêu nghiên cứu 38

1.10.2 Nội dung nghiên cứu 39

1.11 Phương pháp nghiên cứu 40

Chương 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT THỐNG KÊ TRONG CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BTN 41

2.1 Quá trình thực hiện theo thời gian 41

2.2 Kiểm soát quá trình bằng biểu đồ kiểm tra 44

2.2.1 Các đồ thị kiểm soát quá trình: 44

2.2.2 Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát: 45

2.2.3 Các biểu đồ kiểm soát áp dụng trong thi công 47

2.3 Phương pháp mô phỏng Monte Carlo 51

2.4 Nghiên cứu sử dụng thiết bị không phóng xạ không phá hủy-Troxler kiểm soát độ chặt đầm nén bê tông nhựa nóng hiện trường 53

2.4.1 Sự cần thiết phải áp dụng phương pháp không phá hủy 53

2.4.2 Đề xuất trình tự đo độ chặt bằng thiết bị không phá hủy, không phóng xạ 54

2.4.3 Đánh giá, đề xuất độ chặt thi công bê tông nhựa chặt 56

2.4.4 Thiết bị đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus 57

2.4.5 Kiểm soát độ đồng đều thi công bê tông nhựa chặt một số dự án 59

2.4.6 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê đánh giá độ chặt bằng thiết bị không phóng xạ Troxler 64

2.5 Nghiên cứu thí nghiệm liên phòng đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định

và độ dẻo Marshall ở Việt Nam 64

2.5.1 Cơ sở lý thuyết độ chụm của kết quả thí nghiệm

65 2.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ chụm 70

2.5.3 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê xác định giới hạn độ chụm thí nghiệm Marshall 75

2.6 Nhận xét, kết luận chương 76

Chương 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở VIỆT NAM 77

3.1 Nghiên cứu mức độ biến động của các chỉ tiêu cơ bản khi thi công

77 3.1.1 Độ lệch chuẩn và nghiên cứu độ lệch chuẩn các thông số khi thi công bê tông nhựa 77

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu và trình tự tính toán

79 3.1.3 Kết quả giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của các thông số BTNC19; BTNC12.5 80

3.1.4 So sánh độ lệch chuẩn tính toán ở Việt Nam với các nghiên cứu ở Mỹ

83 3.1.5 Nhận xét 84

3.2 Sử dụng phần mềm QRSS đánh giá ảnh hưởng của đảm bảo và kiểm soát chất lượng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường mềm

85 3.2.1 Nguyên lý và cấu trúc của phần mềm QRSS 85

3.2.2 Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa 85

3.2.3 Hệ số thanh toán thông qua đặc trưng khai thác 87

3.2.4 Phương trình Witczak xác định E* 88

3.2.5 Nhiệt độ có hiệu Teff 89

3.2.6 Tính toán số ESAL tích lũy 91

3.2.7 Tần số tác dụng của tải trọng theo chiều sâu 91

3.2.8 Xác định độ lệch chuẩn của các biến số đầu vào 93

3.2.9 Tổng hợp các biến số đầu vào và ma trận ảnh hưởng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường 94

3.2.10 Dự báo tuổi thọ phục vụ 95

3.2.11 Quyết định hệ số thanh toán PF (pay factor) 97

3.3 Phân tích QRSS cho dự án thực tế 99

3.4 Nhận xét, kết luận chương 101

Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HỆ SỐ THANH TOÁN TỔNG HỢP ĐỂ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM 102

4.1 Các công thức xác định hệ số thanh toán PF (Pay factor) .

102 4.1.1 Thiết lập mức giới hạn trên và giới hạn dưới: 102

4.1.2 Tính toán phần trĕm giới hạn PWL: 104

4.1.3 Xác định hệ số PF: 106

4.2 Xây dựng hệ số thanh toán tổng hợp ở Việt Nam 106

4.2.1 Xác định các thông số cần kiểm soát và trọng số tính CPF 106

4.2.2 Mật độ thí nghiệm kiểm soát 110

4.2.3 Xác định giới hạn trên (USL), dưới (LSL) và phần trĕm giới hạn (PWL) 112

4.2.4 Trình tự tính toán hệ số thanh toán tổng hợp (CPF) 113

4.3 Kiểm nghiệm, đánh giá hệ số thanh toán CPF một số dự án thực tế

114 4.3.1 Kiểm nghiệm một số dự án: 114

4.3.2 Đánh giá hệ số thanh toán tổng hợp (CPF) qua kiểm nghiệm thực tế:

122 4.4 Nhận xét, kết luận chương 122

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO xv DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ xxii PHỤ LỤC xxiii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Dung sai cho phép 17

Bảng 1.2: Hệ số thanh toán (Pay Factor) theo độ rỗng dư (Va) 17

Bảng 1.3: Hệ số thanh toán (Pay factor) các đặc tính của nhựa [37] 19

Bảng 1.4: Dung sai cho phép so với công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa 21

Bảng 1.5 Các hệ số thanh toán cơ bản của mỗi hạng mục [15] 26

Bảng 1.6: Dung sai một số hạng mục [15] 27

Bảng 1.7 Công tác đo đạc [15] 27

Bảng 1.8: Hệ số PF theo độ chặt đầm nén 29

Bảng 1.9:Ví dụ phân tích sai khác giữa QA và QC bang California [22] 34

Bảng 1.10: Sử dụng PWL trong QC& QA ở các bang nước Mỹ [47] 35

Bảng 2.1: Các hệ số để tính giới hạn dưới và giới hạn trên 49

Bảng 2.2: Chuẩn đánh giá độ chụm theo ASTM D6297 [68], AASHTO T245 [69]67 Bảng 2.3: Chuẩn đánh giá độ chụm theo EN 12697-34 [70] 67

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của 2 loại BTN nghiên cứu 71

Bảng 2.5: Kết quả tính độ chụm 73

Bảng 2.6: Độ chụm Marshall ở Việt Nam 74

Bảng 2.7: Trình tự đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm Marshall 75

Bảng 3.1: Xác định cỡ mẫu tối thiểu để xác định độ lệch chuẩn các thông số 80

Bảng 3.2: Kết quả TT giá trị trung bình và độ lệch chuẩn các thông số 81

Bảng 3.3: Độ lệch chuẩn ở Mỹ và so sánh với độ lệch chuẩn trung bình VN 84

Bảng 3.4 Đặc trưng các vùng khí hậu [29] 90

Bảng 3.5 Thông số đầu vào QRSS [16] 94

Bảng 3.6: Kết quả phân tích thiết kế hỗn hợp BTN 100

Bảng 4.1: Giá trị chỉ số chất lượng Q theo PWL và số mẫu n (trích) 105

Bảng 4.2:Hệ số thanh toán PF tổng hợp 107

Bảng 4.3: Các thông số cần kiểm soát của các bang nước Mỹ [47] 108

Bảng 4.4: Mật độ thí nghiệm đánh giá hệ số thanh toán PF [47] 111

Bảng 4.5:Tần suất và các chỉ tiêu xác định PWL [47] 112

Bảng 4.6: Kiến nghị mức giới hạn USL và LSL 113

Bảng 4.7: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh 115

Bảng 4.8: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh 117

Bảng 4.9: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh 119

Bảng 4.10: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh 121

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Công tác đảm bảo chất lượng [43] 6

Hình 1.2: Các mức đảm bảo chất lượng bê tông nhựa [45] 15

Hình 1.3: Đường cong OC 24

Hình 1.4: Quá trình chấp nhận và hệ số điều chỉnh thanh toán 24

Hình 2.1:Xác định dạng phân bố chuẩn của độ chặt 43

Hình 2.2: Khoảng tin cậy 95% (CI) và giá trị đặc trưng VFA (%) 43

Hình 2.3: Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát 45

Hình 2.4: Đồ thị kiểm soát hàm lượng nhựa 47

Hình 2.5: Đồ thị kiểm soát giá trị riêng lẻ VFA và khoảng trượt với n=4 51

Hình 2.6 a,b: Đo độ chặt bằng thiết bị Troxler 56

Hình 2.7: Ảnh máy Đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus 58

Hình 2.8: Đo độ chặt bằng máy Troxler Model 2701-B Plus 58

Hình 2.9: Kết quả hiệu chỉnh BTNC19 60

Hình 2.10: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC19 61

Hình 2.11: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 62

Hình 2.12: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 62

Hình 2.13: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 63

Hình 2.14: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 63

Hình 2.15: Minh họa độ chụm và độ chính xác 65

Hình 2.16: Thí nghiệm liên phòng (ĐHGTVT, Viện KHCN GTVT) 70

Hình 2.17: Thí nghiệm liên phòng (Công ty Sơn Hải, ACC) 70

Hình 2.18: Kết quả thí nghiệm tính độ chụm 72

Hình 2.19: Minh họa biểu đồ thống kê độ ổn định 40min BTNC19 72

Hình 3.1: Xác định số mẫu 78

Hình 3.2: Biểu đồ các thông số cơ bản BTNC19 82

Hình 3.3: Sơ đồ tổng quát phần mềm QRSS 86

Hình 3.4:Sơ đồ chi tiết 2 khối phân tích của phần mềm QRSS 87

Hình 3.5: Sơ đồ xác định tần số và thời gian tác dụng tải trọng 91

Hình 3.6: Sơ đồ xác định Leff và Zeff 93

Hình 3.7: Sơ đồ phân tích chênh lệch tuổi thọ thiết kế và tuổi thọ thực tế 96

Hình 3.8:Sơ đồ hệ số PF phạt/thưởng theo chênh lệch tuổi thọ PLD 97

Hình 3.9: Sơ đồ hệ số PF phạt/thưởng theo IRI0 của mỗi 0.1 dặm 98

Hình 3.10: Kết quả phân tích kết cấu bằng QRSS 101

Hình 4.1: Ví dụ mức chất lượng chấp nhận AQL của hàm lượng nhựa 103

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề nghiên cứu

Với sự tĕng trưởng nhanh của nền kinh tế và sự phát triển của khoa học, công nghệ,kết cấu mặt đường bê tông nhựa ngày càng được sử dụng rộng rãi và là lựa chọnhàng đầu cho đường cao tốc, đường cấp cao ở Việt Nam Trong những nĕm qua, hệthống đường bộ Việt Nam đã và đang được cải tạo, nâng cấp, đầu tư xây dựng mới

cả về số lượng cũng như nâng cao về chất lượng và áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật caohơn Hệ thống đường bộ Việt Nam đã góp phần quan trọng thúc đẩy các lĩnh vựckinh tế, xã hội phát triển Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các côngtrình hạ tầng GTVT ở Việt Nam thì số lượng các công trình không đáp ứng đượcyêu cầu về chất lượng, mỹ thuật đã và đang đặt ra cho các nhà khoa học, nhà quản

lý cũng như các nhà thầu thi công một câu hỏi cần có sự trả lời thỏa đáng, đó là làmthế nào để có thể đảm bảo và kiểm soát chất lượng công trình GTVT?

Hướng đi chất lượng đang là lựa chọn hợp lý cho các nhà thầu và những nhà quản

lý Vì vậy, vấn đề quản lý chất lượng tổng thể trong quá trình thi công là vấn đề rấtđược quan tâm hiện nay

Trong công tác thi công đường, các lớp BTN là một hạng mục chiếm tỷ trọng lớn vềchi phí, ảnh hưởng lớn đến quá trình vận hành, khai thác sau này của công trình.Kết cấu mặt đường bền vững và có chất lượng tốt trong vận hành, khai thác phụthuộc rất nhiều vào việc đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt bê tông nhựa Trongthời gian gần đây, hiện tượng bong tróc, hằn lún vệt bánh xe đối với mặt đườngBTN chặt…đang là thách thức chưa có lời giải đối với chủ đầu tư cũng như nhàthầu bởi chúng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của chủ đầu tư, nhà thầu và nền kinh tếđất nước

Qui trình đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt đã và đang được rấtnhiều các nhà khoa học ở nhiều quốc gia quan tâm Nhiều công trình nghiên cứu về

đề tài này được đĕng trên các tạp chí khoa học hàng đầu trên thế giới, trong đó, có

cả các chỉ dẫn mang tính tổng quát nhất áp dụng chung cho qui trình đảm bảo vàkiểm soát chất lượng trong sản xuất, thi công BTN Tuy nhiên, các nghiên cứu nàyđược đề xuất trên cơ sở phù hợp với điều kiện đặc thù cụ thể của từng quốc gia,thông qua triển khai các dự án cụ thể, mà các qui trình đảm bảo chất lượng khácnhau cho công tác thi công BTN dần được hoàn thiện Các qui trình đảm bảo chấtlượng cũng cần phải xây dựng trên cơ sở phù hợp với trình độ quản lý, trình độ

chuyên môn của các kỹ sư, công nhân kỹ thuật và công nghệ thi công, cũng nhưđiều kiện giao thông, thể chế và luật của các quốc gia đó Như vậy, để có thể tậndụng các thành quả nghiên cứu chung của thế giới, chúng ta cần phải nghiên cứuthêm các điều kiện có tính đặc thù ở Việt Nam, hoàn thiện qui trình đảm bảo chấtlượng thi công BTN chặt để đảm bảo rằng công trình làm ra có chất lượng và tuổithọ gần với dự kiến trong thiết kế Các sai sót nếu có sẽ được phát hiện và sửa chữakịp thời ngay từ giai đoạn thi công

Ở Việt Nam hiện nay, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên chưa cónhiều công trình nghiên cứu một cách toàn diện và hệ thống làm thế nào để có thểđảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt trong điều kiện thực tiễn ở ViệtNam Do vậy cần có những nghiên cứu, đầu tư có chọn lọc để Việt Nam có thể từngbước tiếp cận các tiêu chuẩn hiện đại của các nước phát triển trên thế giới, từ đó cóthể tiếp thu, chuyển giao có chọn lọc các tiêu chuẩn, ứng dụng các nghiên cứu tiêntiến của các nước phát triển đi trước, tiến tới xây dựng, hoàn chỉnh đồng bộ các bộtiêu chuẩn đảm bảo và kiểm soát chất lượng áp dụng trong điều kiện cụ thể ở ViệtNam

Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo

và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam” là cần

thiết, cấp bách có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần đáp ứng yêu cầu vànhiệm vụ cấp thiết trong việc phát triển hạ tầng GTVT, đẩy nhanh quá trình côngnghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển đất nước

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài là phân tích những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thicông lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêuvào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình đảmbảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp bêtông nhựa chặt trong kết cấu mặt đường mềm trên cơ sở các tiêu chuẩn, quychuẩn hiện hành

 Nghiên cứu các lớp vật liệu trong tầng mặt của kết cấu áo đường mềm BTNC19

và BTNC12.5 thiết kế hỗn hợp theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông

thường 60/70.

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Trong khuôn khổ luận án tiến sĩ chỉ tập trung nghiên cứu hoàn thiện công tác đảmbảo chất lượng thi công lớp BTN chặt trong tầng mặt kết cấu mặt đường giao thông.Các vấn đề liên quan tới việc nghiệm thu và chấp nhận sản phẩm hỗn hợp BTN chặtthiết kế theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường và ảnh hưởng củacông tác đảm bảo chất lượng tới đặc trưng khai thác và tuổi thọ của kết cấu mặtđường mềm ở một số dự án đã triển khai

Đối với các yếu tố khác ảnh hưởng đến công tác đảm bảo chất lượng thi công mặtđường BTN chặt trong khuôn khổ luận án không nghiên cứu gồm: công tác thiết kếhỗn hợp BTN, công nghệ sản xuất và thi công BTN, trình độ tay nghề công nhân,nĕng lực quản lý của Nhà thầu, Chủ đầu tư, Luận án cũng không đi sâu phân tích vềthể chế, chính sách hay các điều kiện hợp đồng xây dựng

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài có tính ứng dụng trong bối cảnh hiện nay khi Đảng và Nhà nước ta đang chútrọng đến xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông để phát triển đất nước Bộ GTVT đang

định hướng từng bước hoàn thiện đồng bộ các tiêu chuẩn, quy trình đảm bảo chất lượng thi công mĕt đường BTN chặt ở Việt Nam.

Đề tài góp phần giải quyết vấn đề kinh tế xã hội hiện nay vì góp phần giảm chi phítrong thi công của Chủ đầu tư, Nhà thầu…Đóng góp giải pháp kỹ thuật để hạn chế,

xử lý hiện tượng hằn lún vệt bánh xe… cũng như chất lượng thi công các công trình

hạ tầng GTVT

5 Cấu trúc của luận án

Đề tài bao gồm: Thuyết minh và Phụ lục

chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

 Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của đảm bảo chất lượng đến các đặctrưng

khai thác mặt đường bê tông nhựa

 Chương 4: Nghiên cứu đề xuất hệ số thanh toán tổng hợp để đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt ở Việt Nam

Chương 1

TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG

THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT

Chất lượng vừa là một cơ hội vừa là thách thức, nhu cầu của xã hội đối với dự ánđường bộ ngày càng cao, cần không ngừng cải tiến chất lượng công trình Cải tiếnchất lượng là những hoạt động trong toàn bộ tổ chức nhằm nâng cao hiệu quả, hiệusuất, tạo thêm lợi ích cho chủ đầu tư và cho toàn xã hội Cải tiến chất lượng là nỗlực không ngừng nhằm duy trì, nâng cao hiệu quả dự án với nguyên tắc dự án sauphải tốt hơn dự án trước Chương 1 phân tích tổng quan những vấn đề cơ bản củacông tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt,những nghiên cứu trên thế giới để đề xuất định hướng áp dụng ở Việt Nam

1.1 Những khái niệm chung

1.1.1 Chất lượng

Chất lượng có thể được hiểu là mức độ hay cấp độ thỏa mãn yêu cầu của khách

hàng đối với sản phẩm

Chất lượng công trình xây dựng là những yêu cầu về an toàn, bền vững, kỹ thuật và

mỹ thuật của công trình nhưng phải phù hợp với qui chuẩn và tiêu chuẩn xây dựng,các qui định trong vĕn bản qui phạm pháp luật có liên quan và hợp đồng kinh tế Cónhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình xây dựng, trong đó có yếu tố cơbản nhất là nĕng lực quản lý (của chính quyền, của chủ đầu tư) và nĕng lực của cácnhà thầu tham gia các quá trình hình thành sản phẩm xây dựng

1.1.2 Quản lý chất lượng

Quản lý chất lượng là quá trình xác định và quản trị các hoạt động cần thiết để đạtđược mục tiêu chất lượng của một tổ chức Theo tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO,quản lý chất lượng nhằm đề ra các chính sách, mục tiêu, trách nhiệm, thực hiệnbằng các biện pháp hoạch định chất lượng, kiểm soát chất lượng, cải tiến chấtlượng, đảm bảo chất lượng trong khuôn khổ một hệ thống

Quản lý chất lượng bao gồm 3 thành phần hoạch định chất lượng, kiểm soát chấtlượng, và cải tiến chất lượng

Đối với dự án xây dựng công trình đường bộ, quản lý chất lượng là tập hợp những

hoạt động của cơ quan, tổ chức quản lý thông qua các biện pháp như lập kế hoạchchất lượng, kiểm tra chất lượng, đảm bảo chất lượng và cải tiến chất lượng côngtrình Khi thi công bê tông nhựa đảm bảo chất lượng đặc biệt nhấn mạnh tráchnhiệm sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa nóng trong công tác đảm bảo chất lượng.Điều này có nghĩa là nhà sản xuất phải triển khai các thí nghiệm về vật liệu thànhphần, theo dõi các kết quả thí nghiệm, đồng thời triển khai các công tác đảm bảochất lượng theo kế hoạch quản lý đã được phê duyệt.

Quy trình kiểm

Hình 1.1: Công tác đảm bảo chất lượng [43]

toàn bộ các khâu của chu trình thực hiện thi công và khai thác một công trình nóichung và của công trình giao thông nói riêng Đảm bảo chất lượng thi công đượcthực hiện bởi hệ thống tổ chức quản lý chất lượng thực hiện dự án và hệ thống thểchế quản lý chất lượng của Nhà nước

Đối với dự án xây dựng đường bộ, đảm bảo chất lượng là tất cả những hoạt động cótính hệ thống và đã được lên kế hoạch để đảm bảo rằng công trình sẽ đáp ứng đượcyêu cầu về chất lượng Đảm bảo chất lượng là trách nhiệm của các cơ quan có thẩmquyền Các nhiệm vụ của công tác đảm bảo chất lượng bao gồm:

 Kiểm tra lại sự đúng đắn và đầy đủ của các biên bản và biểu đồ kiểm soát chất lượng trên công trường

 Quan sát các hoạt động kiểm soát chất lượng để tối thiểu hóa các sai sót.Kiểm

tra mẫu và thí nghiệm các mẫu so sánh

 Kiểm tra các hoạt động kiểm soát chất lượng của nhà thầu để đảm bảo làmđúng

với tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu

 Lấy mẫu, thí nghiệm kiểm tra lại các thí nghiệm kiểm soát chất lượng của nhà thầu Tiến hành tĕng thêm các thí nghiệm khi cần thiết để chấp nhận sự phù hợpcủa các hoạt động kiểm soát chất lượng của nhà thầu

 Đảm bảo tính độc lập trong quá trình lấy mẫu và tiến hành thí nghiệm là một đánh giá độc lập của tất cả các hoạt động lấy mẫu và thí nghiệm đã sử dụng

1.1.4 Kiểm soát chất lượng

Kiểm soát chất lượng là quá trình nhằm duy trì một chuẩn mực Quá trình kiểm soát

là một quá trình phản hồi, theo dõi đối tượng đang được kiểm soát, so sánh với cácchuẩn mực và hiệu chỉnh khi có sai lệch với chuẩn mực

Kiểm soát chất lượng bao gồm các bước: Xác định đại lượng kiểm soát; Thiết lậpphép đo; Thiết lập mục tiêu chất lượng; Đo lường giá trị thực; So sánh tìm sai lệch;Hiệu chỉnh theo sai lệch Đại lượng kiểm soát là những tham số quan trọng Đạilượng kiểm soát bao gồm đại lượng kiểm soát mức độ kỹ thuật và đại lượng kiểm

soát mức độ quản lý Một đại lượng mức độ kỹ thuật thể hiện một đặc tính chấtlượng của sản phẩm được yêu cầu đạt được ở mức độ mong muốn hay độ danh địnhmong muốn Các đặc tính chất lượng của sản phẩm thường rất khó giữ đồng nhất ởgiá trị danh định theo yêu cầu khách hàng do sự biến thiên bắt nguồn từ nguyên vậtliệu, máy móc thiết bị, con người.

Đối với dự án đường bộ, kiểm soát chất lượng là trách nhiệm chính của nhà thầu,trách nhiệm này bao gồm các nhiệm vụ cơ bản sau:

 Đảm bảo vật liệu thành phần của nhà thầu là đúng như trong thiết kế hỗnhợp;

 Có đội ngũ nhân viên đủ kỹ thuật và được trang bị đầy đủ các kiến thức chuyên môn;

 Thực hiện tất cả các thí nghiệm thích hợp với bản liệt kê các vật liệu cần kiểm tra để đảm bảo chất lượng sản phẩm;

 Lưu trữ và cung cấp các biểu đồ, tài liệu kiểm soát chất lượng trên một cĕn cứ

có trước

1.1.5 Mức chấp nhận chất lượng

Các đặc tính chất lượng được đánh giá qua các thông số kỹ thuật là giá trị mongmuốn của đặc tính chất lượng Giá trị mong muốn này còn gọi là giá trị danh địnhhay mục tiêu Giá trị mục tiêu thường giới hạn trong một khoảng và chất lượng sảnphẩm được xem là không bị ảnh hưởng khi đặc tính chất lượng nằm trong khoảngnày, được giới hạn trong khoảng: Giới hạn trên (Upper specification limit - USL) vàgiới hạn dưới (Lower specification limit - LSL) Khi một đặc tính không nằm tronggiới hạn cho phép, ta nói đặc tính không phù hợp Sản phẩm có đặc tính không phùhợp là sản phẩm không phù hợp, tuy nhiên, vẫn có thể sử dụng được Một sản phẩm

là hư hỏng khi có những đặc tính không phù hợp nghiêm trọng đến mức không sửdụng được

Mức chất lượng chấp nhận - AQL (Acceptable Quality Level) là mức chất lượng

quá trình thấp nhất mà người tiêu dùng chấp nhận được

Mức chất lượng chấp nhận AQL là thuộc tính quá trình sản xuất của nhà cung cấp

Người tiêu dùng thiết kế phương pháp lấy mẫu kiểm định để có xác suất chấp nhận

ở mức chất lượng chấp nhận AQL cao Mức chất lượng chấp nhận AQL không phải

là yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, cũng không phải là giá trị mục tiêu của quá trình,mức chất lượng chấp nhận AQL chỉ là tiêu chuẩn để đánh giá lô hàng Một kếhoạch lấy mẫu có sai lầm bác bỏ một lô hàng có mức chất lượng chấp nhận với xácsuất sai lầm, đây là rủi ro của nhà sản xuất Ta thường thiết kế kế hoạch lấy mẫukiểm định để có xác suất chấp nhận ở mức chất lượng chấp nhận AQL xác định.Mặt khác, mức chất lượng từ chối RQL (Rejectable Quality Level) là mức chấtlượng thấp nhất mà người tiêu dùng chấp nhận trong một lô thành phần Mức chấtlượng từ chối RQL còn có các ý nghĩa là phần trĕm hư hỏng cho phép của lô hàng,hay mức chất lượng giới hạn Mức chất lượng từ chối RQL là mức chất lượng lôhàng chỉ định bởi người tiêu dùng, không phải là đặc tính của kế hoạch lấy mẫukiểm định Ta thường thiết kế kế hoạch lấy mẫu kiểm định để có xác suất chấp nhận

Theo AASHTO (2003) – phân loại các tiêu chuẩn xây dựng giao thông Hoa kỳ

[45], theo trình tự phát triển bao gồm có 5 mức quy định tiêu chuẩn kỹ thuật đảmbảo chất lượng thi công công trình giao thông nói chung và kết cấu mặt đường nóiriêng gồm:

1 Phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật (MS - Method Specifications);

2 Tiêu chuẩn kết quả cuối cùng (ERS-End-Result Specifications);

3 Tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng (QAS-Quality Assurance specification);

4 Tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến chất lượng khai thác Related Specifications);

(PRS-Performance-5 Tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng của chất lượng khai thác (PBS-Performance-BasedSpecifications)

Từ những nĕm 2000 nhiều bang ở Hoa Kỳ đã chuyển từ "Phương pháp tiêu chuẩn

kỹ thuật" sang "Yêu cầu kỹ thuật đảm bảo chất lượng" [45] Gần đây hơn, nhiềunghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển và thực hiện "Yêu cầu kỹ thuật liên quanđến chất lượng khai thác" và "Yêu cầu kỹ thuật nền tảng của chất lượng khaithác"[16,17,23,28,30,44,46] Những loại đặc điểm kỹ thuật khác nhau cần phảiđược hiểu rõ, phân tích ưu nhược điểm để áp dụng với những điều kiện cụ thể củaViệt Nam.

1.2.1.1 Phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật(MS)

Đây là phương pháp cơ bản nhất, hầu hết các bang của Hoa kỳ đã sử dụng Phươngpháp tiêu chuẩn kỹ thuật (còn được gọi là Vật liệu & Phương pháp kỹ thuật, Quy

cách công thức, hoặc Quy định kỹ thuật) Phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật "Các

yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi Nhà thầu phải thi công sản phẩm sử dụng các vật liệu với

tỷ lệ nhất định, các loại thiết bị và phương pháp cụ thể theo sự điều hành của Chủ đầu tư".

Phương pháp này thường được sử dụng ở Hoa Kỳ từ những nĕm 1940, Chủ đầu tưphải kiểm soát và có trách nhiệm tối đa với sản phẩm xây dựng Thông thường, cácloại yêu cầu/chỉ dẫn kỹ thuật là:

 Cung cấp một "cẩm nang chi tiết" với "công thức cụ thể" để Nhà thầu tuântheo;

 Sử dụng cơ quan kiểm tra, lấy mẫu, và kiểm soát công

Hiện nay một số bang còn sử dụng phương pháp đã cải tiến, bổ sung thêm các thínghiệm đánh giá chất lượng Tuy nhiên các kết quả thử nghiệm cho các mẫu riêng

lẻ và được so với các giá trị giới hạn (thường là giá trị lớn nhất hoặc nhỏnhất) Phương pháp dựa vào các kết quả kiểm tra đơn lẻ, không xét tính biến đổi củavật liệu xây dựng để chấp nhận khối lượng lớn vật liệu Khi một thí nghiệm riêng lẻ

"không đạt" rất khó để xác định có nên điều chỉnh quá trình, đóng cửa sản xuất hay

từ chối/loại bỏ vật liệu, sản phẩm hay không

Việc chấp nhận dựa trên "sự tuân thủ" và/hoặc kết quả kiểm tra đơn lẻ làm cho việcthiết lập các quy trình điều chỉnh giá rất khó khĕn Phương pháp này không chỉ raliệu giá hợp đồng nên được điều chỉnh với vật liệu/sản phẩm đạt ở các mức độ khácnhau Tương tự như vậy, phương pháp không cho phép Nhà thầu được cung cấp sảnphẩm chất lượng cao hơn so với yêu cầu kỹ thuật Nhà thầu thường nhận được100% thanh toán cho công việc đã hoàn thành, bất kể mức chất lượng

1.2.1.2 Tiêu chuẩn kết quả cuối cùng (ERS)

Việc xây dựng các đoạn thử nghiệm đường AASHO nĕm 1958 là nền tảng cho

phương pháp yêu cầu kết quả cuối cùng Tiêu chuẩn kết quả cuối cùng là "Các tiêu

chuẩn đòi hỏi Nhà thầu phải chịu trách nhiệm sản xuất và thi công sản phẩm Trách nhiệm của Chủ đầu tư là chấp nhận hoặc từ chối sản phẩm cuối cùng hoặc

áp dụng điều chỉnh giá phù hợp với mức độ tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật” "Kết

quả cuối cùng" định nghĩa chất lượng mong muốn của sản phẩm hoàn chỉnh và phạthoặc bóc bỏ đối với các sản phẩm không tuân thủ Những đặc điểm của phươngpháp:

 Chỉ định Nhà thầu chịu trách nhiệm trong việc xác định các tiêu chuẩn và thiết

hoặc một hạng mục xây dựng Cách này mang lại cho Nhà thầu tính linh hoạt caonhất trong việc lựa chọn để phát triển trình tự và công nghệ mới để nâng cao chấtlượng của sản phẩm cuối cùng Kết quả cuối cùng không đặt ra bất kỳ hạn chế nàođối với vật liệu được sử dụng hoặc các phương pháp kết hợp chúng vào sản phẩm

đã hoàn thành Tuy nhiên đối với ngành công nghiệp xây dựng giao thông sử dụngmột lượng lớn vật liệu có thể không đạt chuẩn khi sử dụng phương pháp này

1.2.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng (QAS)

Việc sử dụng tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng, ban đầu được gọi là "Thông số kỹthuật dựa trên thống kê", được áp dụng từ những nĕm 1960 ở Hoa Kỳ Tiêu chuẩn

kỹ thuật đảm bảo chất lượng được định nghĩa là "Kiểm soát chất lượng Nhà thầu vànghiệm thu của Chủ đầu tư xuyên suốt quá trình thi công bằng phương pháp thống

kê xác suất Nghiệm thu sản phẩm cuối cùng được cĕn cứ vào chất lượng trong toàn

bộ quá trình thực hiện công việc theo chỉ dẫn kỹ thuật”

Phương pháp này xác định rõ ràng trách nhiệm của Nhà thầu và Chủ đầu tư đồngthời thanh toán trên cơ sở mức độ đáp ứng chất lượng sản phẩm:

 Nhận biết sự biến đổi nguồn vật liệu đầu

trong thời hạn thiết kế.

Việc điều chỉnh giá thanh toán dựa trên mức độ đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật đượcquy định trong tiêu chuẩn Thông thường, giá thanh toán cao nhất từ 101% -105%

và có thể đạt tới 115% Phạt tiền, chấp nhận thanh toán từ mức 0% đến 99% đối vớisản phẩm có chất lượng thấp, bắt buộc bóc bỏ với những sản phẩm không đảm bảo

1.2.1.4 Tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan chất lượng khai thác (PRS)

Tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan chất lượng khai thác (PRS) được nghiên cứu áp dụng

từ cuối những nĕm 1980 ở Hoa Kỳ Tại hội thảo tháng 5 nĕm 2000 do Sở giaothông bang Florida tổ chức, Cục đường bộ liên bang (FHWA) đã định nghĩa PRS

"Các tiêu chuẩn kỹ thuật và chi phí vòng đời (LCC) liên quan đến chất lượng khaithác công trình" Từ quan điểm quản lý, Yêu cầu kỹ thuật liên quan chất lượng khaithác được xem như "cầu nối giữa chất lượng xây dựng và hiệu suất khai thác trongthời hạn thiết kế công trình"

Các đặc điểm phân biệt chính của phương pháp bao gồm:

 Chấp nhận công trình xây dựng dựa trên quan hệ giữa các đặc tính cơ lý củavật

liệu với hiệu suất khai thác;

 Sử dụng các mô hình toán học để định lượng mối quan hệ giữa đặc tính cơ lý vật liệu và hiệu suất khai thác sản phẩm/công trình;

 Sử dụng phương pháp thống kê xác suất để đánh giá độ đồng đều trongquá

toán với các điều kiện thi công Các thông số vật liệu dùng để đánh giá được phântích và lựa chọn phụ thuộc vào mức độ ảnh hưởng đến tuổi thọ và tính khả thi khikiểm soát trong quá trình thi công Các thông số khí hậu và tải trọng được xác địnhtại vị trí xây dựng Các thông số về nền đường, điều kiện thoát nước,…được xácđịnh từ thực tế xây dựng.

Nhiều nghiên cứu gần đây đã được thực hiện trong Chương trình Nghiên cứu chiếnlược đường bộ (SHRP) của Cục đường bộ liên bang (FHWA) và Chương trìnhNghiên cứu Hợp tác Quốc gia (NCHRP) làm cơ sở cho phát triển PRS ở các bangHoa Kỳ [16, 19, 22, 23, 30]

1.2.1.5 Tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng của chất lượng khai thác (PBS)

Tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng cho chất lượng khai thác (PBS) là bước phát triển tiếptheo của bảo đảm và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa Đây làmức độ cao nhất được nhiều nghiên cứu áp dụng gần đây ở Hoa Kỳ [28, 31, 44, 46]cho mặt đường ô tô và sân bay

Thông báo E-C037 tháng 4/2002 định nghĩa PBS (Performance-BasedSpecifications) như sau: “Các tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng mô tả các mức độmong muốn đặc tính kỹ thuật của bê tông nhựa (như mô đun đàn hồi động, từ biến,

và mỏi) làm cơ sở dự báo về hiệu suất khai thác hoặc phá hoại mặt đường (ví dụcác mô hình dự báo ứng suất, phá hoại, tuổi thọ hoặc kết hợp giữa chúng từ cơ sở

dữ liệu giao thông, môi trường, vật liệu nền, móng, và điều kiện kết cấu)” PBSkhác với PRS ở chỗ đã xác lập mức độ thực tế đặc tính kỹ thuật của bê tông nhựadựa vào thí nghiệm chứ không tính toán từ mô hình liên quan đặc điểm chất lượng

để dự báo hiệu suất khai thác Các đặc tính kỹ thuật nền tảng đã xác định (ví dụ như

mô đun đàn hồi động, đặc tính từ biến và đặc tính mỏi) được sử dụng trong các mốiquan hệ dự báo hiệu suất khai thác (ví dụ các mô hình toán học) dùng để tính toánứng suất, phá hoại, tuổi thọ hoặc kết hợp

 Các giới hạn chấp nhận được thiết lập dựa trên cơ sở thống kê hợp

lệ;

 Các mô hình toán học sử dụng để định lượng mối quan hệ giữa các tính chất cơ

lý được thí nghiệm và hiệu suất khai thác của sản phẩm

 Điều chỉnh giá dựa trên chi phí vòng đời mong muốn (LCC) của côngtrình

Yêu cầu kỹ thuật nền tảng của chất lượng khai thác đang được nghiên cứu, triểnkhai ở Hoa Kỳ

Như đã phân tích ở trên, hiện nay ở Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp tiêuchuẩn kỹ thuật MS (Method Specifications) trong thi công bê tông nhựa Đây làmức thấp nhất trong 5 phương pháp đảm bảo chất lượng Phương pháp này mới chỉdừng ở thỏa mãn các tiêu chuẩn/chỉ dẫn kỹ thuật mà chưa có đánh giá ảnh hưởngcủa các chỉ tiêu kỹ thuật đến các đặc trưng khai thác của mặt đường và cũng chưa

sử dụng phương pháp thống kê

Hình 1.2: Các mức đảm bảo chất lượng bê tông nhựa [45]

Trong điều kiện Việt Nam đề xuất nghiên cứu, bổ sung những tiến bộ của tiêuchuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng QAS (Quality Assurance Specifications) và cókết hợp với phân tích theo PRS

1.2.2 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa chặt trên thế giới

1.2.2.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng các dự án đường bộ liên bang Hoa Kỳ

Tiêu chuẩn áp dụng cho các dự án xây dựng cầu đường liên bang [34] Tiêu chuẩn

sử dụng cả 3 phương pháp Superpave, Marshall và Hveem thiết kế thành phần hỗnhợp BTN Tiêu chuẩn mang tính định hướng kỹ thuật, không chi tiết trình tự cácbước thi công như của Việt Nam mà tập trung chủ yếu vào kiểm soát, chấp nhận

hoặc loại bỏ các hạng mục không đạt, các nhà thầu phải đổi mới công nghệ, tích lũykinh nghiệm để đáp ứng các yêu cầu ở quy mô công nghiệp.

Sử dụng phương pháp thống kê trong kiểm soát thi công và chấp nhận thanh toánvới các mức chất lượng Rủi ro của Chủ đầu tư là xác suất công việc có mức chấtlượng bị từ chối được chấp nhận Rủi ro của Nhà thầu là xác suất sản phẩm được thicông ở mức chất lượng chấp nhận được (AQL) bị từ chối (α) hoặc xác suất sảnphẩm được sản xuất tại AQL được chấp nhận ở mức giá thấp hơn giá trúng thầu.Thường chấp nhận AQL ở mức 95% hoặc 90% và rủi ro của Nhà thầu α=5%

Thông thường tần suất lấy mẫu hoặc số mẫu trong lô là 5, tối thiểu là 3 mẫu Hệ sốthanh toán (PF) tối đa 1.01 nếu tần suất hoặc số mẫu 3, 4, 5 PF tối đa 1.05 khi sốmẫu ít nhất là 8 Tiêu chuẩn sử dụng các công thức xác suất thống kê cơ bản, tuynhiên có mở rộng số mẫu đến trên 67 mẫu khi tra bảng xác định phần trĕm giới hạnPWL (Percent within limits)

Hệ số thanh toán (PF) của vật liệu bê tông nhựa được xác định theo công thức:

PF = 1 + [(PFV-1) + (PFPG-1)] (1.1)Trong đó : PFV là hệ số thanh toán theo thể tích bao gồm hàm lượng nhựa, độ rỗngcốt liệu nhỏ nhất (VMA) và độ chặt thi công

PFPG là hệ số thanh toán phụ thuộc vào chất lượng nhựa PG là trung bình của cáclần thí nghiệm nhựa Nếu hệ số PF tổng hợp nhỏ hơn 0.75 thì phải loại bỏ lớp BTN

Độ chặt đầm nén được xác định theo tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN Gmm màkhông xác định theo khối lượng thể tích của các mẫu khoan như các tiêu chuẩn củaViệt Nam Đây cũng là vấn đề cần quan tâm để từng bước hoàn thiện các tiêuchuẩn

1.2.2.2 Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu bang Texas Hoa Kỳ [35]

Texas sử dụng nhựa theo PG, thông thường mác PG76-10; PG70-10 và PG64-22.Chỉ được phép thi công BTN khi nhiệt độ trên 600F (trên 150C) Việc kiểm soát chấtlượng được thực hiện chặt chẽ trong quá trình thi công Tiêu chuẩn không quy địnhchi tiết về loại lu, số lượt lu, nhà thầu tự tổ chức thi công để đảm bảo độ chặt Khi

nhiệt độ BTN dưới 1600F (710C) thì lu không còn hiệu quả.

Chủ đầu tư tiến hành lấy mẫu và thí nghiệm để giám sát chất lượng thi công của nhàthầu

Bảng 1.1: Dung sai cho phép

4

0

6

1

8

1 2

5

1

7

1

9

0 3

.

0

5

1

7

1

9

0 3

1.2.2.3 Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu bang Florida Hoa Kỳ [33]

Florida là bang phía Tây nam nước Mỹ, có vĩ độ gần với Việt Nam nhất, từ 24°30′ –

31°00′ Nhiệt độ cao nhất trung bình vào cuối tháng 7 là khoảng 90°F (32–34°C).Nhiệt độ thấp nhất trung bình từ đầu đến giữa tháng 1 dao động từ khoảng 40°F (4–

7 °C) tại bắc Florida đến trên 60°F (16°C) từ Miami về phía nam Với nhiệt độtrung bình ngày là 70.7 °F (21.5 °C), Florida là bang ấm nhất tại Mỹ, có khí hậutương đồng với một số vùng Việt Nam

Các quy định về cấp phối hỗn hợp, yêu cầu đối với cốt liệu thô, cốt liệu mịn đềutuân theo tiêu chuẩn Superpave AASHTO M323-07 Các tiêu chuẩn giới hạn VMA,VFA, Va cũng tuân thủ AASHTO M 323-07 Tỷ lệ D/B=0.8-1.6 Hệ số ổn địnhnước ≥80%

Dung sai cho phép các cỡ hạt sót trên sàng 2.36 trở lên là ±5%, sàng 1.18 là ±4%,sàng 0.6 là ±4%, sàng 0.3 là ±3%, sàng 0.15 là ±3%, sàng 0.075 là ±1.0%, và hàmlượng nhựa là ±0.3%

Tần suất kiểm tra trong quá trình thi công được quy định: Cốt liệu 1 lần/1000 tấn;Hàm lượng nhựa, cấp phối hỗn hợp, Gmb, Gmm 1 ngày 1 lần nếu sản xuất >100 tấn

và 1 ngày 2 lần nếu sản xuất >1000 tấn

Hệ số thanh toán cho từng chỉ tiêu được tính theo công thức:

Hệ số thanh toán tổng hợp CPF có trọng số: độ chặt PFD chiếm 35%; độ rỗng dư

PFVa chiếm 25%; hàm lượng nhựa PFPb chiếm 25%; lượng lọt qua sàng 0.075mm

PFP200 chiếm 10% và 5% lượng lọt qua sàng 2.36mm PFP8

Hệ số thanh toán tổng hợp bao gồm hệ số thanh toán của các chỉ tiêu độ chặt hiện trường, độ rỗng dư, hàm lượng nhựa, lượng lọt qua sàng 2.36mm và lọt sàng0.075mm Bang Florida có điều kiện tự nhiên, khí hậu tương đồng với Việt Namnên công thức (1.3) có thể tham khảo, nghiên cứu với Việt Nam

1.2.2.4 Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu bê tông nhựa bang New Mexico – Hoa

Kỳ [37]

Tiêu chuẩn này quy định Nhà thầu thi công phải đảm bảo độ chặt, độ chặt tốt nhất

±2.5%; VMA ±1.6%; Lượng Nhựa ±0.5%.

New Mexico cũng không quy định chi tiết về công tác đầm nén BTN nhưng lại quyđịnh chặt chẽ về sai số cho phép độ chặt, độ rỗng New Mexico cũng quy định về hệ

số thanh toán (Pay Factor) – Bảng 1.3 cho các chỉ tiêu nghiệm thu, quy định rõ khinào phải bóc bỏ lớp BTN không đảm bảo yêu cầu Đây cũng là định hướng nghiêncứu nhằm hoàn thiện hơn nữa các tiêu chuẩn thi công BTN ở Việt Nam

Bảng 1.3: Hệ số thanh toán (Pay factor) các đặc tính của nhựa [37]

Đ

t

G P a

1.2.2.5 Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu bê tông nhựa bang Arizona [36]

Arizona vẫn sử dụng phương pháp Marshall thiết kế thành phần hỗn hợp BTN.Nhựa sử dụng theo phân loại PGAASHTO M 320, thường sử dụng các mác nhựa

PG64-16; PG70-10; PG76-10 và PG 76-22 TR+ Độ rỗng Va tốt nhất 7%, chấpnhận trong phạm vi từ 4% đến 9% Nhà thầu chủ động trong tổ chức thi công và chủđầu tư kiểm soát chặt chẽ, nghiệm thu thanh toán theo hệ số thanh toán (PayFactor), cho phép đo độ chặt bằng thiết bị phóng xạ.

Dung sai cho phép của các cỡ sàng từ 2.36mm trở lên ±6%, sàng 0.425mm là ±5%,sàng 0.075 là ±6%, độ rỗng Va là từ -2% đến +1,5%, và nhựa là ±0.5%

Yêu cầu tần suất thí nghiệm khi thi công:

 Với cốt liệu: Kiểm tra cấp phối đá 1 lần/loại đá.ngày; Các chỉ tiêu ES, FAA,tỷ

lệ mặt vỡ cốt liệu thô kiểm tra 1 lần cho 2000 tấn cốt liệu

 Với cấp phối hỗn hợp: Kiểm tra cấp phối cold bin, hot bin, tại nơi rải 1lần/1000

tấn; Hàm lượng nhựa 1 lần/1000 tấn; Độ rỗng 1 lần/1000 tấn mỗi ngày, tối đa 4lần 1 ngày; Mức độ đầm nén 1 lần/300 tấn

1.2.2.6 Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu bê tông nhựa Trung Quốc [38]

Tiêu chuẩn JTG F40.2004 “Quy phạm kỹ thuật thi công mặt đường nhựa đường ôtô” của Trung Quốc vẫn sử dụng phương pháp Marshall để thiết kế hỗn hợp BTNnhựa và hỗn hợp đá gia cố nhựa Lấy mẫu và thí nghiệm đã sử dụng phương phápthống kê xác suất Tiêu chuẩn cũng đã sử dụng phương pháp thống kê trong kiểmsoát chất lượng thi công nhưng chưa quy định chi tiết về hệ số thanh toán với cácchỉ tiêu trong quá trình thi công lớp bê tông nhựa

1.2.2.7 Tiêu chuẩn thi công bê tông nhựa của các nước trong khu vực

Các nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Singapore, Úc [76] vẫn

sử dụng phương pháp Marshall để thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa Trong kiểm soátchất lượng thi công đã bắt đầu nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê và hệ sốthanh toán PF Hàn Quốc đã sử dụng phương pháp thống kê trong kiểm soát chấtlượng thi công Như vậy nghiên cứu hoàn thiện tiêu chuẩn thi công lớp BTN ở ViệtNam phù hợp với xu thế để đảm bảo chất lượng, độ bền của mặt đường

1.2.3 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam

Hiện nay Việt Nam có các tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa nóng sau:

 TCVN8819 – 2011 [1]: Mặt đường bê tông nhựa nóng- Yêu cầu thi công và nghiệm thu;

 22 TCN 356 – 06 [7] : Quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu mặtđường

bê tông nhựa sử dụng nhựa đường polime;

 Quyết định 858/QĐ-BGTVT [9]: Ban hành Hướng dẫn áp dụng hệ thốngcác

tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành nhằm tĕng cường quản lý chất lượng thiết kế vàthi công mặt đường bê tông nhựa nóng đối với các tuyến đường ô tô có quy môgiao thông lớn;

Về cơ bản những nội dung cần phân tích của TCVN8819-2011 và 22TCN 356-06 lànhư nhau nên chỉ tập trung với TCVN8819-2011, và Quyết định 858/QĐ-BGTVT

1.2.3.1 Phân tích tiêu chuẩn TCVN8819 - 2011

TCVN 8819:2011 - Mặt đường bê tông nhựa nóng- Yêu cầu thi công và nghiệm thu

đã quy định khá chi tiết những nội dung, yêu cầu trong sản xuất BTN tại trạm trộn.Quy định về dung sai cho phép khi sản xuất bê tông nhựa tại trạm trộn so với côngthức chế tạo hỗn hợp BTN: theo quy định tại Bảng 1.4

Bảng 1.4: Dung sai cho phép so với công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa