Đánh giá thực trạng hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 km 118 quốc lộ 54 tỉnh trà vinh

Đứng trước thực trạng như hiện nay thì việc tìm hiểu các biến dạng hư hỏng của đường nguyên nhân gây ra biến dạng hư hỏng hậu quả của hư hỏng đó gây ra và tìm ra các phương pháp sửa chữa tối ưu là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách trên các tuyến đường Quốc lộ nói chung tỉnh Trà Vinh nói riêng Trong nội dung luận văn này học viên chọn đề tài Đánh giá thực trạng hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km115 km 118 Quốc lộ 54 tỉnh Trà Vinh nhằm tìm ra nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa nhằm đưa ra phương án sửa chữa hợp lý nhất đảm bảo về mặt chất lượng hiệu quả về kinh tế là việc làm hết sức cần thiết hiện nay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -

THÁI VĂN NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HƯ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng – Năm 2019

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HƯ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông

Mã số : 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN ĐÌNH QUẢNG

Đà Nẵng – Năm 2019

Với thời gian nghiên cứu và năng lực bản thân còn hạn chế, luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, tồn tại Học viên rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ phía các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Trân trọng cảm ơn !

Thái Văn nghiệp

TÓM TẮT ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HƯ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT

PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA

ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH

Học viên: Thái Văn Nghiệp, Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: 85.80.205 Khóa: K36 Trường Đại học Bách khoa – Đại học

Trong nội dung luận văn này học viên chọn đề tài: Đánh giá thực trạng hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km115 - km

118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh nhằm tìm ra nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa nhằm đưa ra phương án sửa chữa hợp lý nhất đảm bảo về mặt chất lượng hiệu quả về kinh tế là việc làm hết sức cần thiết hiện nay

EVALUATION OF REALITY AND PROPOSALS REPAIRING PLAN FOR PLASTIC CONCRETE ROADS

SECTION KM 115 - KM 118 NATIONAL AREA 54, TRA VINH

PROVINCE

rainee: Thai Van Nghiep, Major: Civil Engineering

Code:85.80.205 Key: K36 Polytechnic University – University Danang

Summary: Facing the current situation, the investigation of the deformation, the damage of the road, the causes of the deformation, the damage, the

consequences of that damage, and find out the repair methods Superiority is a very necessary and urgent job on national highways in general, Tra Vinh

province in particular

In the content of this thesis, students choose the topic: Assessing the situation of damage and proposing a plan to repair the asphalt pavement at km115 + km 118 Highway 54, Tra Vinh province in order to find out the cause of face damage asphalt roads to offer the most reasonable repair plan to ensure that the quality

and economic efficiency is the most necessary work today

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ

TÔNG NHỰA VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG 6

1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA: (theoTCVN 8820 : 2011) 6

1.1 Khái niệm cơ bản một số loại mặt đường nhựa điển hình 6

1.1.1 Bê tông nhựa cấp phối chặt (Dense-graded HMA ) 6

1.1.2 Bê tông nhựa cấp phối gián đoạn (Gap-graded HMA ) 6

1.1.3 Bê tông nhựa cấp phối hở (Open-graded HMA ) 6

1.1.4 Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt 7

1.1.5 Hỗn hợp đá- vữa nhựa (Stone matrix asphalt hoặc Stone mastic asphalt -SMA) 7 1.1.6 Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu (Maximum size of aggregate) 7

1.1.7 Cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu (Nominal maximum size of aggregate) 7

1.2 Ưu, nhược điểm (TCVN 8820 : 2011) 7

1.2.1.Ưu điểm 7

1.2.2 Nhược điểm 8

1.3 PHÂN LOẠI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA THEO CÔNG NGHỆ THI CÔNG: (TCVN 8819 : 20119) 8

13.1 Bê tông nhựa không lu lèn 8

1.3.2 Bê tông nhựa lu lèn 8

1.3.3 Bê tông nhựa rải nóng 8

1.3.4 Bê tông nhựa rải nguội 8

1.3.5 Sự tương tác giữa các vật liệu 8

1.4 CHỨC NĂNG CÁC LOẠI CỐT LIỆU TRONG THÀNH PHẦN HỔN HỢP BÊ TÔNG NHỰA: 10

1.4 1 Cấu trúc của BTN 10

1.4.2 Về mặt chịu lực 10

1.5 TÌNH TRẠNG HƯ HỎNG CỦA CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA

TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC NÓI CHUNG: 10

1.5.1 Phân loại nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa thường gặp (Theo TCCS07:2013/TCĐBVN) 10

1.5.2 Nứt mỏi: (Fatigue Cacking, Alligator cracking) (hình 2.1) 11

1.5.3 Nứt do nhiệt độ thấp (Low temperature thermal cracking) (hình 2.2) 12

1.5.4 Nứt dọc (Longitudinal cracking) (hình 2.3) 13

1.5.6 Nứt ngang (Transverse cracking) (hình 2.5) 14

1.5.7 Nứt lưới lớn dạng khối (Block cracking) (hình 2.5) 15

1.5.8 Nứt phản ánh (Reflect Craking) (hình 2.6) 16

1.5.9 Nứt trượt (Slippage Cracking) (hình 2.7) 17

1.5.10 Lún vệt bánh xe (Rutting) (hình 2.8) 18

1.5.11 Bong bật (Raveling) (Hình 2.9) 19

1.5.12 Vết vá mặt đường / Ổ gà (Patching / Potholes) (hình 2.10) 20

1.5.13 Chảy nhựa (Bleeding; Frushing) (Hình 2.11) 22

1.5.14 Hư hỏng theo thời gian 23

1.6 NHẬN ĐỊNH NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 23

1.6.1 Nhân tố con người 23

1.6.2 Nhân tố khí hậu 23

1.6.3 Về biện pháp thi công, và chế tạo hỗn hợp BTN 23

1.6.4 Chất lượng của đất và vật liệu 23

1.6.5 Chất lượng của thiết kế cấp phối 24

1.6.7 Ảnh hưởng của xe quá tải và các loại xe tải nặng ( TCVN 8819-2011) 24

1.7 Hình ảnh tổng quan về hư hỏng mặt đường BTN ở Việt Nam và Thế giới 24

1.7.1 Trên thế giới: 24

1.7.2 Ở việt Nam: 25

1.7.3 Ở tỉnh Trà Vinh: 25

1.8 CÁC BIỆN PHÁP SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA THEO TỪNG NGUYÊN NHÂN ĐƯỢC ÁP DỤNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 25

1.8.1 Phun sương nhựa lỏng 25

1.8.2 Láng nhựa mỏng 25

1.8.3 Láng vữa nhựa nguội 26

1.8.4 Láng nhựa bằng nhựa đường polyme 26

1.8.5 Phương pháp tái sinh nguội bằng máy tái sinh 26

1.8.6 Phương pháp rải thêm một lớp bê tông nhựa nóng mới 26

2.1.6 Nhận xét: 32

2.1.8 Nhận xét: 33

2.1.9 Đoạn tuyến khảo sát km 117 + km 118 34

2.1.10 Nhận xét: 35

2.2 CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG: 35

2.2.1 Phân loại đánh giá chất lượng đường bộ 35

2.3 Bản thống kê điều tra các hư hỏng mặt đường nhựa bê tông Km 115 - km 118 QL 54, tỉnh Trà Vinh 37

2.4 PHÂN TÍCH KHẢO SÁT VÀ ĐO THỰC TẾ TẠI HIỆN TRƯỜNG DO PHÒNG THÍ NGHIỆM KIỂM ĐỊNH XÂY DỰNG LAS-XD 1530 THỰC HIỆN ( KÈM PHỤ LỤC) 38

2.5 HÌNH ẢNH ĐO VẼ HIỆN TRƯỜNG: 38

2.6 ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG 39

2.6.1 Nứt: 39

2.6.2 Nứt do mỏi: 40

2.6.3 Nứt thành lưới: 40

2.6.4 Mất mát vật liệu bề mặt 41

2.6.7 Nhiệt độ mặt đường 42

2.6.8 Hư hỏng mặt đường nhựa trong điều kiện nhiệt độ cao 43

2.7 NHÓM CÁC LOẠI HƯ HỎNG CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 43

2.7.1 Hưng hỏng loại 1: Loại tốt 43

2.7.2 Hư hỏng loại 2 (Loại trung bình): 43

2.7.3 Hư hỏng loại 3 (loại xấu): 44

2.7.4 Hư hỏng loại 4 (loại rất xấu): 44

2.8 PHÂN TÍCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHẢ NĂNG HƯ HỎNG CỦA CÁC NHÓM TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HƯ HỎNG 44

2.8.1 Hư hỏng loại 1: 44

2.8.2 Hư hỏng loại 1 ( loại trung bình) 44

2.8.3 Hư hỏng loại 3: ( Loại xấu) 45

2.9 THEO TÍNH CHẤT CƠ LÝ THEO TÌNH TRẠNG CẤP PHỐI 47

2.9.1 Theo công nghệ thi công 48

2.9.2 Công nghệ tái sinh nguội: 48

2.9.3 Công nghệ tái sinh nóng: 50

2.9.10 Sửa chữa mặt đường BTN bằng vật liệu Carboncor Asphalt: 50

2.10 CÔNG NGHỆ BẢO DƯỠNG VÀ TÁI SINH NGUỘI MẶT ĐƯỜNG 51

2.10.1 Giới thiệu chung: 51

2.10.2 Nguyên lý làm việc của TL-2000 51

2.10.3 Thành phần cấu tạo của TL-2000: 51

2.10.4 Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng: 52

2.10.5 Một số ưu điểm khi áp dụng vật liệu tái sinh nhựa đường 52

2.11 SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BTN BẰNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT: 53

2.12 THEO TÌNH TRẠNG KHAI THÁC TẢI TRỌNG 54

2.13 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA 54

2.14 SỬA CHỮA CỤC BỘ LÁNG NHỰA TỪNG ĐOẠN MẶT ĐƯỜNG 55

2.14.1 Hư hỏng loại 1: 55

2.14.2 Sửa chữa loại 2: 55

2.14.3 Hư hỏng loại 3 loại xấu: 55

2.14.4 Sửa chữa loại 4 loại rất xấu: 55

2.15 KẾT LUẬN CHƯƠNG: 56

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH 57

3 THỰC TRẠNG KHAI THÁC TUYẾN ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH 57

3.1 Các biện pháp đã áp dụng sửa chữa đường bê tông nhựa đoạn km115 + km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh 57

3.2 ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA 59

3.2.1 Đưa ra phương án tính toán kết cấu áo đường cho cả 4 loại theo TCVN 211-06 59

3.2.2 Kiểm tra phương án 1: Tính toán loại rất xấu 59

3.2.3 Tính toán kiểm tra phương án 2 64

3.4 ĐƯA RA 03 PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA 70

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1c: Nứt mỏi dạng nặng 12

Hình 2.2: Nứt do nhiệt độ thấp 13

Hình 2.3a: Nứt dọc nhẹ Hình 2.3b: Nứt dọc vừa 13

Hình 2.3c: Nứt dọc nặng 14

Hình 2.4a: Nứt ngang dạng nhẹ Hình 2.4b: Nứt ngang dạng vừa 14

Hình 2.4c: Nứt ngang dạng nặng 15

Hình 2.5a: Nứt lưới nhẹ Hình 2.5b: Nứt lưới vừa 15

Hình 2.5c: Nứt lưới nặng 16

Hình 2.6: Nứt phản ánh 17

Hình 2.7a: Nứt trượt dọc Hình 2.7b: Nứt trượt ngang 17

Hình 2.8b: Lún vệt bánh xe vừa Hình 2.8c: Lún vệt bánh xe nặng 19

Hình 2.9a: Bong bật mức nhẹ Hình 2.9b: Bong bật mức vừa 19

Hình 2.9c: Bong bật mức nặng 20

Hình 2.10c: Ổ gà mức nặng 22

Hình 2.11: Chảy nhựa 22

Hình 1.Đoạn đường LaLibertadNegro Hình 2.Đường ở Scotland 24

Hình 3.Cao Tốc Trung Lương-TPHC Hình 4.Đường dẫn Cầu Phú Mỹ 25

Hình 5 Quốc lộ 54 tỉnh Trà Vinh 25

Hình 3.1 Bong tróc, nứt thành lưới nứt mai rùa chảy nhựa 29

Hình 3.1.2 Bị bong tróc, nứt thành lưới nứt, nứt phản ảnh 29

Hình 3.1.3: Bị bong tróc, nứt thành lưới chảy nhựa 30

Hình 3.2.1: Bị nứt thành miến ổ gà lộ đá 31

Hình3.3.1 Mặt hình: Đường đã được sửa chữa, nay tiếp tục hư hỏng 32

Hình 3.3.3 Nứt mai rùa ổ gà nặng 33

Hình 3.3.4.Các ổ gà không được sửa chữa kịp thời dẫn đến đọng nước khi mưa 33

Hình 3.4.1 : Nứt mai rùa, nứt dọc 34

Hình3.4.2 : Nứt dọc 34

Hình 3.4.3 Nứt lộ đá mài mòn, 34

Hình3.4.5 Vùng nứt mỏi nghiêm trọng đã xuất hiện ổ gà 35

Hình ảnh QL54: Đã thi công nhưng vẫn tiếp tục hư hỏng 58

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong những năm qua ngành giao thông vận tải của tỉnh Trà Vinh luôn thể hiện vai trò ngành kinh tế quan trọng, luôn đi trước mở đường cho sự phát triển kinh tế - xã hội ở địa phương Nhiều tuyến đường huyết mạch quan trọng của Tỉnh đã được đầu tư xây dựng, cải tạo, nâng cấp trong đó có cả hệ thống đường Tỉnh, đường Huyện và thực hiện có hiệu quả chương trình bê tông hóa giao thông nông thôn Nhờ đó mạng lưới giao thông trên địa bàn Tỉnh ngày càng hoàn thiện, đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân

Bảo trì đường bộ là hoạt động thường xuyên để duy trì khả năng khai thác của đường lựa chọn giải pháp bảo trì, sửa chữa mặt đường là một trong những bước thực hiện quan trọng để lập kế hoạch chiến lược bảo dưỡng đường bộ

Việc bảo dưỡng và sửa chữa kịp thời hạn chế sự suy giảm chất lượng của mặt đường trong quá trình khai thác, kéo dài tuổi thọ mặt đường, duy trì

hệ thống đường bộ ở tình trạng tốt Việc nghiên cứu, lựa chọn giải pháp về bảo dưỡng sửa chữa đường bộ và đề xuất áp dụng phù hợp với điều kiện Việt Nam là rất cần thiết nhằm duy trì và nâng cao chất lượng khai thác của hệ thống mặt đường ở Việt Nam

Công tác bảo trì đường bộ nếu được triển khai đúng lúc, với những công nghệ phù hợp sẽ có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao hơn nhiều so với việc nâng cấp, cải tạo đường nếu làm sau này Việc bảo trì, sửa chữa kịp thời những hư hỏng của mặt đường trong quá trình khai thác sẽ nâng cao chất lượng phục

vụ, tiết kiệm chi phí đầu tư cho cơ quan quản lý đường (khi không sửa chữa kịp thời dẫn đến mặt đường nhanh chóng xuống cấp, phải xây dựng lại tốn nhiều kinh phí) đồng thời tiết kiệm chi phí cho người sử dụng đường (giảm thời gian tham gia giao thông, giảm chi phí do tiêu hao nhiên liệu và chi phí sửa chữa hư hỏng) Để đảm bảo các mục tiêu đó, quá trình khai thác hệ thống giao thông đường bộ cũng phải được quan tâm đúng mức nhằm duy trì khả năng lưu thông thông suốt của hạ tầng giao thông, trong đó công tác bảo trì, sửa chữa phải được ưu tiên quan tâm hàng đầu

Hình 1.1 Bình đồ tuyến

Hiện nay trên các tuyến đường trục chính QL 54 sau khi đưa vào sử dụng khai thác một thời gian thì bắt đầu xuất hiện các biến dạng và hư hỏng mặt đường như các vết nứt, vệt hằn bánh xe, lún, lõm cục bộ

Các hư hỏng ngày càng xuất hiện nhiều và trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng khai thác của tuyến đường, lưu thông xe cộ khó khăn, dễ xảy ra tai nạn và nhất là làm giảm hiệu quả kinh tế, làm mất vẽ mỹ quan của thành phố Trên mỗi con đường lại có mức độ, loại hình hư hỏng khác nhau Trong khi đó các cơ quan chức năng vẫn chưa có những giải pháp khắc phục cụ thể hoặc có khắc phục nhưng không đem lại hiệu quả cao, sau một thời gian ngắn thì lại xuất hiện hư hỏng, thậm chí còn nghiêm trọng hơn Việc bảo dưỡng và sửa chữa kịp thời hạn chế sự suy giảm chất lượng của mặt đường trong quá trình khai thác, kéo dài tuổi thọ mặt đường, duy trì hệ thống đường bộ

ở tình trạng tốt Việc nghiên cứu, lựa chọn giải pháp về bảo dưỡng, sửa chữa đường bộ và đề xuất áp dụng phù hợp với điều kiện Việt Nam là rất cần thiết nhằm duy trì và nâng cao chất lượng khai thác của hệ thống mặt đường ở Việt Nam

Đứng trước thực trạng như hiện nay thì việc tìm hiểu các biến dạng, hư hỏng của đường, nguyên nhân gây ra biến dạng, hư hỏng, hậu quả của hư hỏng

đó gây ra và tìm ra các phương pháp sửa chữa hợp lý là việc làm hết sức cần

thiết và cấp bách Với những tình trạng như đã nêu trên em xin chọn đề tài: Đánh giá thực trạng hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km 115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các hư hỏng điển hình mặt đường bê tông nhựa trong quá trình khai thác tuyến đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc

lộ 54, tỉnh Trà Vinh

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát thực tế hiện trạng các tuyến đường bê tông nhựa đoạn km115 - km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh, phân tích

để đánh giá các nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa

Kết hợp lý thuyết và thực nghiệm để lựa chọn giải pháp sửa chữa các hư hỏng điển hình mặt đường bê tông nhựa trong quá trình khai thác; Tham khảo

các tài liệu trong nước và trên thế giới

Phân tích, so sánh, lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng mặt đường thu thập số liệu đo đạt kết quả thí nghiệm tìm ra nguyên nhân gây ra hư hỏng lựa chọn giải pháp để sửa chữa các hư hỏng và đề xuất phương án sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn km115 + km 118 Quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

Nội dung của đề tài gồm có 3 chương

*Chương 1: Tổng quan về tình trạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa và

nguyên nhân gây ra hư hỏng: Gồm các nội dung sau đây:

1 Giới thiệu tổng quan về mặt đường bê tông

2 Ưu, nhược điểm

3 Chức năng các loại cốt liệu trong thành phần hổn hợp bê tông nhựa

nội dung như sau:

1 Đánh giá hiện trạng nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa đoạn

Km 115 - Km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

2 Tổng quan hiện trạng hình ảnh và số liệu khảo sát hư hỏng mặt đường

bê tông nhựa đoạn Km 115 - Km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

3 Chỉ tiêu đánh giá mức độ hư hỏng

4 Bản thống kê điều tra các hư hỏng mặt đường nhựa bê tông Km 115 - km

118 QL 54, tỉnh Trà Vinh

5 Kết quả đo thí nghiệm thực tế tại hiện trường

6 Đánh giá nguyên nhân hư hỏng

7 Nhóm các loại hư hỏng các mặt đường bê tông nhựa

8 Theo tính chất cơ lý theo tình trạng cấp phối

9 Phân tích cơ sở lý thuyết khả năng hư hỏng của các nhóm tiêu chí đánh giá mức độ hư hỏng

10 Cơ sở lý thuyết để chọn và đề xuất phương án sửa chữa

* Chương 3: Đề xuất biện pháp sửa chữa mặt đường bê tông nhựa đoạn

4 DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:

Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu đưa ra được định hướng trong

việc phân loại các dạng hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa, hiểu rõ được nguyên nhân và đề ra được các giải pháp khắc phục nhằm giảm thiểu thời gian

và chi phí, đồng thời giúp cho các cơ quan Quản lý, TVTK, TVGS và Nhà thầu nắm bắt được thực trạng của mặt đường đang khai thác, từ đó đề ra các giải pháp khắc phục sửa chữa phù hợp cho từng vị trí hợp lý là rất cần thiết hiện nay ở tỉnh Trà Vinh nói chung, đoạn km115 - km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh nói riêng

trộn xác định, được sấy nóng và trộn đều với nhau, sau đó được trộn với nhựa đường theo tỷ lệ đã thiết kế Sau đây được gọi tắt là BTN

1.1.1 Bê tông nhựa cấp phối chặt (Dense-graded HMA )

Loại BTN sử dụng cấp phối cốt liệu có lượng hạt thô, hạt trung gian và hạt mịn gần tương đương nhau, tạo điều kiện để khi đầm nén các hạt cốt liệu dễ chặt khít với nhau nhất Thường được gọi là BTN chặt BTN chặt có độ rỗng dư nhỏ, thường từ 3-6%

1.1.2 Bê tông nhựa cấp phối gián đoạn (Gap-graded HMA )

Loại BTN sử dụng cấp phối cốt liệu có lượng hạt thô và lượng hạt mịn lớn, nhưng lượng hạt trung gian rất nhỏ Đường cong cấp phối cốt liệu của loại BTN này có xu thế gần nằm ngang tại vùng cỡ hạt trung gian Cấp phối cốt liệu này tạo khả năng để các hạt cốt liệu thô chèn móc tốt với nhau, tuy nhiên có xu thế dễ bị phân tầng trong quá trình rải BTN cấp phối gián đoạn thường có độ rỗng dư lớn hơn so với BTN chặt

1.1.3 Bê tông nhựa cấp phối hở (Open-graded HMA)

Loại BTN sử dụng cấp phối cốt liệu cấp phối có lượng hạt mịn chiếm một tỷ lệ nhỏ trong hỗn hợp Đường cong cấp phối loại này có xu thế gần thẳng đứng tại vùng hạt cốt liệu trung gian, gần nằm ngang và có giá trị gần bằng không (0) tại vùng hạt cốt liệu mịn Loại BTN này có độ rỗng dư lớn do không

đủ lượng hạt mịn lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt thô Thường được gọi là BTN rỗng BTN rỗng có độ rỗng dư lớn nhất so với BTN chặt và BTN cấp phối gián đoạn

Loại BTN rỗng làm lớp móng (base course), thường không sử dụng bột khoáng, có độ rỗng dư từ 7% đến 12%

1.1.4 Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt

Loại BTN sử dụng làm lớp phủ mặt đường, có tác dụng ngăn ngừa hiện tượng văng nước gây ra khi xe chạy với tốc độ cao, tăng khả năng kháng trượt mặt đường và giảm đáng kể tiếng ồn khi xe chạy

Thường sử dụng loại BTN rỗng, có độ rỗng dư 15-22% (Open graded friction course - OGFC hoặc Porous friction course - PFC) hoặc BTN cấp phối gián đoạn, có độ rỗng dư 10 - 15% (Very thin friction course-VTO) Cần sử dụng nhựa đường cải thiện để chế tạo loại BTN này

1.1.5 Hỗn hợp đá - vữa nhựa (Stone matrix asphalt hoặc Stone mastic asphalt -SMA) ( TheoTCVN 8820 : 2011)

Là loại BTN sử dụng cấp phối gián đoạn Hỗn hợp BTN này bao gồm nhựa đường, cốt liệu và cốt sợi (fiber) SMA thường sử dụng lượng bột khoáng

và nhựa đường nhiều hơn so với BTN cấp phối chặt

Độ rỗng dư của SMA có phạm vi rộng, từ 2 - 8%, tùy thuộc vào việc sử dụng SMA làm lớp mặt hoặc lớp móng

1.1.6 Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu (Maximum size of aggregate)

Cỡ sàng nhỏ nhất mà lượng lọt qua cỡ sàng đó là 100% Trong tiêu chuẩn này sử dụng bộ sàng mắt vuông để thí nghiệm thành phần hạt cốt liệu

1.1.7 Cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu (Nominal maximum size of aggregate)

Cỡ sàng lớn nhất mà lượng sót riêng biệt trên cỡ sàng đó không lớn hơn 10% (TheoTCVN 8820 : 2011)

1.2 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM (TCVN 8820 : 2011)

1.2.1.Ưu điểm

Kết cấu chặt, kín

Có khả năng chịu nén, cắt, uốn và tác dụng của tải trọng ngang

Chịu tải trọng động tốt, ít hao mòn, ít sinh bụi

Mặt đường bằng phẳng, có độ cứng vừa phải nên xe chạy tốc độ cao rất

êm thuận, ít gây tiếng ồn

Công nghệ thi công quen thuộc, có thể thi công cơ giới hóa hoàn toàn

THI CÔNG: (TCVN 8819 : 20119)

1.3.1 Bê tông nhựa không lu lèn

Bê tông nhựa không lu lèn, dày (1÷4)cm

Dùng nhựa đặc 10/70 hàm lượng cao (9÷12)%

Hàm lượng bột khoáng cao (20÷35)%

Nhiệt độ trộn 230oC, nhiệt độ rải (210÷230) oC, không cần lu lèn

1.3.2 Bê tông nhựa lu lèn

1.3.3 Bê tông nhựa rải nóng

Dùng nhựa đặc 40/60, 60/70, 70/100, 100/150, hàm lượng nhựa từ

(4÷6)%

Nhiệt độ trộn 140÷170 oC, nhiệt độ rải >120oC

Bê tông nhựa sau khi rải và lu xong nhiệt độ giảm bằng nhiệt độ - không

khí thì cường độ hình thành gần 100%

1.3.4 Bê tông nhựa rải nguội

Dùng nhựa lỏng đông đặc chậm

Nhiệt độ trộn và lu lèn bằng nhiệt độ không khí

Thời gian hình thành cường độ lâu, khoảng 20÷40 ngày

Hiện nay, loại bê tông nhựa rải nóng được sử dụng phổ biến nhất ở Việt Nam do có thời gian hình thành cường độ nhanh, cường độ, độ ổn định nước và nhiệt cao nhất

1.3.5 Sự tương tác giữa các vật liệu

Có thể bao gồm 3 quá trình sau đây:

Một bề mặt vật liệu khoáng hấp thụ lớp bitum: Khi vật liệu khoáng tiếp xúc với nhựa sẽ xảy ra quá trình hấp thụ bitum trên bề mặt cốt liệu Trong BTN,

do bột khoáng có tỉ diện rất lớn nên quá trình trên xảy ra mạnh mẽ nhất khi nhựa tiếp xúc với bột khoáng

Khi cốt liệu là các loại đá cácbônát và đá bazơ tiếp xúc với bitum sẽ xảy

ra sự hấp thụ hóa học: có sự trao đổi i-on trên bề mặt cốt liệu với nhựa, lực dính giữa bitum và bề mặt cốt liệu khoáng rất lớn, do đó làm cho màng bitum ở trên

bề mặt cốt liệu khoáng bền vững, ổn định nhiệt, ổn định nước

Khi cốt liệu khoáng là các loại đá axit tiếp xúc với bitum sẽ xảy ra sự hấp thụ lý học các phân tử bitum liên kết với bề mặt cốt liệu khoáng bằng lực hút phân tử (Van-đéc-van) Liên kết lý học này không làm tăng cường độ, tính chịu nước, tính bền nhiệt cho bitum và rất dễ bị phá hoại khi có sự xâm thực của nước

Hai bitum khuếch tán có chọn lọc vào trong vật liệu khoáng: Khi vật liệu khoáng tiếp xúc với bitum sẽ xảy ra hiện tượng bitum khuếch tán vào trong lỗ rỗng của cốt liệu:

Nhóm chất dầu có thể theo các mao quản thấm sâu vào trong hạt khoáng Nhóm chất nhựa được hấp thụ trong các lỗ rỗng nhỏ

Nhóm axit asphalt và nhóm asphalt được hấp phụ trên bề mặt cốt liệu khoáng Như vậy, khi dùng vật liệu khoáng rỗng thì bề mặt hạt khoáng có nồng

độ chất asphalt tăng lên, độ quánh của lớp bitum trên bề mặt hạt khoáng cũng tăng lên - làm cho sự liên kết giữa các hạt khoáng tăng theo, do đó tính đàn hồi dẻo giảm xuống, cường độ bêtông nhựa tăng đáng kể

Ba sự thay đổi tính chất của vật liệu khoáng do sự tương tác của nó với bitum:

Quá trình tương tác giữa bitum và vật liệu khoáng không những làm cho màng bitum hấp thụ thay đổi tính chất mà còn làm cho vật liệu khoáng cũng có những thay đổi đáng kể Do sự khuếch tán của bitum (BT) hay các thành phần của nó vào các mao quản của vật liệu khoáng làm cho bề mặt hạt khoáng kín nước hơn, thành của các lỗ rỗng và mao quản nhờ có quá trình hấp thụ mà trở nên cách nước, tạo điều kiện để nâng cao tính ổn định nước của vật liệu khoáng

Do vậy:

Nếu tỉ lệ BT/ BK quá nhỏ (ít nhựa), bitum không đủ để tạo màng bao bọc các hạt khoáng chất, các hạt khoáng sẽ tiếp xúc trực tiếp với nhau không thông

thấp, BTN giảm cường độ, tính ổn định nhiệt rất kém

1.4 CHỨC NĂNG CÁC LOẠI CỐT LIỆU TRONG THÀNH PHẦN HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA:

Việt Nam về việc quyết định công bố tiêu chuẩn cơ sở TCCC07:2013/TCĐBVN

phân ra các dạng nứt như sau:

1.5.2 Nứt mỏi: (Fatigue Cacking, Alligator cracking) (hình 2.1)

Khái niệm:

Nứt mỏi là hiện tượng mặt đường bị nứt do sự suy giảm cường độ của vật

liệu phối hợp với biến dạng lặp lại đối với bê tông nhựa do tải trọng xe

a/Nguyên nhân:

Hiện tượng nứt mỏi này xảy ra thông thường là do phối hợp một số các

nguyên nhân sau: Tải trọng nặng trùng phục nhiều trên mặt đường

Mặt đường có bề dày nhỏ hoặc các lớp phía dưới yếu làm xuất hiện độ

võng lớn trên mặt đường do tải trọng tác dụng Độ võng mặt đường lớn làm tăng

các ứng suất kéo ở phía đáy của lớp bê tông nhựa, dẫn tới hình thành vết nứt

Chất lượng xây dựng kém hoặc thiết kế thiếu, ngoài ra khả năng thoát

nước mặt đường kém làm giảm cường độ các lớp nền, móng bằng vật liệu không

gia cố cũng góp phần làm tăng khả năng xuất hiện các vết nứt hoặc chất lượng

chất dính bám kém làm tăng giá trị ứng suất kéo dưới đáy lớp vật liệu bê tông

nhựa

Trong trường hợp thông thường (khi mặt đường được thiết kế và thi công

đúng), hiện tượng nứt mỏi là một dấu hiệu báo mặt đường đã chịu tới số lượng

tải trọng trục thiết kế tính toán Mặt đường khi đó cần được nâng cấp, cải tạo

cho phù hợp Nếu hiện tượng nứt mỏi xảy ra ở cuối thời kỳ thiết kế thì đó chỉ là

một hiện tượng phát triển một cách tự nhiên theo như được dự đoán trong thiết

kế Nếu quan sát thấy các vết nứt xuất hiện sớm hơn so với thời kỳ thiết kế cũng

có thể đó là dấu hiệu tải trọng giao thông được đánh giá không đúng mức trong

khi thiết kế

Hình 2.1a Nứt mỏi dạng nhẹ Hình 2.1b Nứt mỏi dạng vừa

Hình 2.1c Nứt mỏi dạng nặng b/Phân loại mức độ nghiêm trọng:

Dấu hiệu sớm của hiện tượng nứt mỏi là sự xuất hiện các vết nứt dài không liên tục theo vệt bánh xe (dạng nhẹ) Các vết nứt sau đó được phát triển dần lên do ở một số điểm các vết nứt nối lại với nhau, hình thành các vùng nứt lớn (dạng vừa) Các vết nứt phát triển cho đến khi trở thành nứt kiểu da cá sấu (dạng nặng) Mặt đường sẽ tiếp tục bị hư hỏng nặng hơn nữa khi xuất hiện các ổ

gà do xe cộ đi qua làm bong bật lớp mặt bê tông nhựa và làm cho nước mặt có

khả năng thấm xuống làm giảm cường độ các lớp phía dưới

Với mỗi cấp mức độ nghiêm trọng, bằng trực quan ước tính độ dài và diện tích vùng bị nứt mỏi Nếu trong một khu vực tồn tại nhiều cấp mức độ nghiêm trọng khác nhau mà không thể dễ dàng phân biệt được thì sử dụng cấp độ cao nhất của mức độ nghiêm trọng trong khu vực đó để đánh giá

1.5.3 Nứt do nhiệt độ thấp (Low temperature thermal cracking) (hình 2.2)

Các vết nứt do nhiệt độ thấp được tạo thành khi các lớp mặt đường bị co lại trong thời tiết lạnh giá Khi hiện tượng co ngót mặt đường xuất hiện đồng thời cũng sinh ra các ứng suất kéo ở trong lớp bê tông nhựa Tại một vài điểm

dọc theo mặt đường, các ứng suất kéo vượt quá cường độ kháng kéo trong lớp

bê tông nhựa và dẫn tới hiện tượng nứt Hiện tượng nứt do nhiệt độ thấp xuất hiện chủ yếu từ một chu kỳ đơn của nhiệt độ thấp, nhưng nó có thể phát triển khi các chu kỳ nhiệt độ thấp được lặp lại

Hình 2.3c Nứt dọc nặng Phân loại mức độ nghiêm trọng:

- Loại hình hư hỏng này được chia làm ba mức độ nghiêm trọng:

- Mức độ nhẹ (hình 2.3a): Khi chiều rộng vết nứt ≤ 6mm

- Mức độ vừa (hình 2.3b): Khi chiều rộng vết nứt >6mm và ≤ 18mm

bê tông nhựa bề mặt truyền lên

Hình 2.4a Nứt ngang dạng nhẹ Hình 2.4b Nứt ngang dạng vừa

Hình 2.4c Nứt ngang dạng nặng Phân loại mức độ nghiêm trọng:

- Loại hình hư hỏng này được chia làm ba mức độ nghiêm trọng:

- Mức độ nhẹ (hình 2.4a): Khi chiều rộng vết nứt ≤ 6mm

- Mức độ vừa (hình 2.4b): Khi chiều rộng vết nứt > 6mm và ≤ 18mm

ra thành miếng có dạng như da cá sấu

Hình 2.5a Nứt lưới nhẹ Hình 2.5b Nứt lưới vừa

Hình 2.5c Nứt lưới nặng b/Nguyên nhân:

Nguyên nhân thường là nứt do nhiệt độ thấp kết hợp với hiện tượng lão hóa, đặc biệt là lão hóa trong quá trình thi công không được kiểm soát Loại hình vết nứt này cũng thường xuất hiện trên những khu vực rải bê tông nhựa bề mặt lớn như: sân, bãi đỗ xe Nếu tại các vị trí này có xuất hiện nứt lưới lớn sẽ là hiện tượng hư hỏng nghiêm trọng, vì đây là hiện tượng hư hỏng có liên quan đến chiều dài vật liệu rải mỏng so với yêu cầu và hoặc do dính bám không tốt Quá trình xuống cấp sẽ diễn ra hết sức nhanh chóng do xuất hiện nứt thứ cấp và bong bật từng mảng vật liệu bề mặt Sửa chữa cho hiện tượng hư hỏng này cũng rất phức tạp và sẽ phải bóc bỏ toàn bộ phần vật liệu mặt đường có hư hỏng trước khi rải tăng cường

1.5.8 Nứt phản ánh (Reflect Craking) (hình 2.6)

a/ Khái niệm:

Các vết nứt phản ảnh này xuất hiện khi lớp kết cấu bên dưới mặt đường BTN bị nứt (lớp móng dưới bị nứt, thảm chồng lên lớp BTN cũ đã bị nứt không được xử lý), trong trường hợp thảm mặt đường BTN tại vị trí cống, trên mặt cầu hoặc mặt đường nhựa thảm trên tấm BTXM, Khi chịu tác dụng trùng phục của bánh xe, lớp mặt đường BTN bên trên chịu các ứng suất kéo và có xu hướng sao chép vết nứt của các lớp kết cấu phía dưới

b/ Nguyên nhân:

Nứt phản ánh có thể do các nguyên nhân sau:

Nứt từ khe nối của mặt đường bê tông xi măng phía dưới

Truyền từ vết nứt do nhiệt của mặt đường bê tông nhựa cũ

Truyền từ nứt lưới lớn của mặt đường phía dưới

Truyền từ nứt dọc của mặt đường phía dưới

Truyền từ nứt do mỏi của mặt đường phía dưới

Biện pháp sửa chữa:

Sửa chữa loại hình hư hỏng này nhất thiết phải bóc bỏ toàn bộ phần hỗn hợp hư hỏng

Hình 2.7a Nứt trượt dọc Hình 2.7b Nứt trượt ngang

Trong giai đoạn đầu tác dụng tải trọng, biến dạng lún theo phương thẳng đứng phát triển nhanh hơn nhiều so với biến dạng trồi lên ở mép bánh xe Do đó, trong giai đoạn này tác dụng đầm nén của bánh xe có ảnh hưởng quan trọng đến

sự hình thành vệt hằn lún bánh xe

Sau giai đoạn này, mức độ giảm thể tích của mặt đường bê tông nhựa do tác dụng đầm nén của bánh xe xấp xỉ bằng mức độ gia tăng thể tích ở khu vực biến dạng trồi Đây là dấu hiệu cho thấy mức độ giảm thể tích của mặt đường bê tông nhựa do tác dụng đầm nén của bánh xe đã kết thúc và vệt hằn bánh xe hình thành do sự dịch chuyển của vật liệu bê tông nhựa trong khi thể tích không thay đổi Giai đoạn này được coi là đại diện cho biến dạng vĩnh cửu của mặt đường

bê tông nhựa trong quá trình khai thác Các nhân tố ảnh hưởng đến vệt hằn lún bánh xe bao gồm:

Cốt liệu: Thành phần cấp phối, độ nhám bề mặt của cốt liệu, hình dạng hạt và cỡ hạt;

Điều kiện môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm Vệt hằn bánh xe hình thành do một số nguyên nhân cơ bản như:

Chất lượng lớp nền đất (vật liệu, chất lượng thi công, chế độ thủy nhiệt), chất lượng lớp móng dạng hạt;

Chất lượng lớp bê tông nhựa (hỗn hợp asphalt không đủ cường độ chống cắt) để chống lại tác động của tải trọng trùng phục

Hình 2.9c Bong bật mức nặng b/ Nguyên nhân:

Nguyên nhân của hiện tượng này là do mất sự kết dính giữa cốt liệu hạt

và chất liên kết asphalt (hiện tượng này xảy ra là do bụi bẩn trên cốt liệu hạt đã ngăn cản sự dính kết giữa asphalt với cốt liệu hạt);

Thiết kế hỗn hợp không đúng;

Không đủ đầm chặt trong quá trình thi công;

Nhựa đường bị hóa già; cốt liệu có bề mặt nhẵn

1.5.12 Vết vá mặt đường / Ổ gà (Patching / Potholes) (hình 2.10)

a/ Khái niệm:

Vết vá là một vùng diện tích lớp phủ mặt đường bị hư hỏng được loại bỏ

và thay thế bằng vật liệu vá hoặc một phần diện tích lớp phủ mặt đường được tăng cường thêm vật liệu vá;

Ổ gà những vết lõm nhỏ, hình cái bát trên bề mặt đường.Thông thường

ổ gà là kết quả cuối cùng của vết nứt da cá sấu (nứt mỏi) Khi vết nứt da cá sấu trở nên nghiêm trọng, các vết nứt nối lại với nhau tạo ra những mảng nhỏ trên mặt đường và có thể bị bật ra khỏi mặt đường khi phương tiện đi qua tạo thành các lõm nhỏ (ổ gà) Nước mưa sẽ tụ lại những ổ gà này và dần thâm nhập xuống dưới lớp móng làm suy giảm khả năng làm việc của cả kết cấu áo đường Ổ gà gần như xuất hiện trên đường có lớp asphalt mỏng (2,5 -5,0cm) và hiếm khi xuất hiện trên đường có lớp asphalt dày hơn 10cm

Hình 2.9D Ổ gà

b/ Nguyên nhân:

- Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do:

- Thiết kế hàm lượng nhựa không đủ;

- Dính bám kém giữa cốt liệu và nhựa đường;

- Cốt liệu ẩm và không đảm bảo độ sạch;

- Chất lượng nhựa đường kém, nhựa đường hóa già;

- Đầm nén không đủ;

- Thi công vào điều kiện thời tiết bất lợi

- Mức độ nặng: Khi chiều sâu ổ gà từ 2” trở lên (5cm)

Hình 2.10a Ổ gà mức nhẹ Hình 2.10b Ổ gà mức vừa

Hình 2.10c Ổ gà mức nặng

1.5.13 Chảy nhựa (Bleeding; Frushing)

a/ Khái niệm:

Là hiện tượng nhựa đường nổi lên trên bề mặt mặt đường với diện tích

từ 25ft2 (2m2) trở lên Kết quả là tạo ra bề mặt mặt đường bóng như gương, và

có thể trở nên khá dính Hiện tượng này thường xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao (về mùa hè) Khi hiện tượng này xảy ra sẽ dẫn đến giảm mạnh lực liên kết giữa các hạt cốt liệu làm cho bê tông asphalt mất khả năng chịu trượt khi xe hãm phanh, gây mất an toàn cho việc chạy xe

b/ Nguyên nhân:

Nguyên nhân của tình trạng này là:

Chất liên kết asphalt trong hỗn hợp quá nhiều (có thể từ công tác thiết kế

hoặc quá trình chế tạo);

Đầm chặt không đủ;

Thành phần xe tải cao;

Thành phần lỗ rỗng trong hỗn hợp thấp (không đủ cho asphalt nở trong

suốt quá trình nhiệt độ cao)

Hình 2.11 Chảy nhựa

1.5.14 Hư hỏng theo thời gian

Mặt đường bê tông nhựa sau một thời gian dài sử dụng (trên 2 năm) và dưới tác dụng của các yếu tố khí quyển sẽ có hiện tượng lớp mặt bê tông nhựa bị hóa già, không còn tính đàn hồi và dễ bị bong bật lớp mặt, thường được gọi là mặt đường BTN bị bạc đầu

1.6 NHẬN ĐỊNH NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA

1.6.1 Nhân tố con người

Con người vừa là chủ thể xây dựng - sử dụng - bảo quản những tuyến đường Song chính con người lại là tác nhân gây nên những hư hỏng của đường

do thiếu ý thức, thiếu hiểu biết Chẳng hạn, chủ phương tiện lái xe chở hàng quá tải trọng cho phép, người dân đào rãnh ngang đường để tát nước, phơi và đốt rơm rạ trên mặt đường, xe bánh xích lưu hành trên mặt đường QL 54 thường xuyên có máy gặt đập liên hợp lưu thông trên đường …làm cho mặt đường nhanh chóng bị hư hỏng

1.6.2 Nhân tố khí hậu

Mưa: Là nhân tố ảnh hưởng tới sức chịu đựng của các vật liệu làm đường Nước mưa đọng trên phần mặt xe chạy và thấm xuống làm cho cường độ mặt và nền đường giảm đi

Bức xạ mặt trời, nhiệt độ, nước làm cho BTN bị “hoá già”, khả năng biến dạng giảm, dễ nứt nẻ Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, nhiệt độ mặt đường thay đổi, Phát sinh ứng suất nhiệt cũng là nguyên nhân làm cho mặt đường nứt, gãy

1.6.3 Về biện pháp thi công và chế tạo hỗn hợp BTN

Về phương diện thi công và chế tạo hỗn hợp BTN, những sai sót về quy trình công nghệ thi công cũng làm cho mặt BTN nhanh bị hư hỏng

Việc thiết kế cấp phối BTN kém sẽ gây ảnh hưởng xấu, làm cho kết cấu BTN chóng hư hỏng

1.6.4 Chất lượng của đất và vật liệu

Chất lượng của các loại vật liệu cấu thành mặt đường BTN đóng một vai trò quan trọng đối với kết cấu áo đường Các loại vật liệu có: Cường độ không đạt tiêu chuẩn thiết kế; Cấp phối hạt không đủ quy cách; Vật liệu không đủ sạch

sẽ làm cho chất lượng mặt đường kém, nhanh bị hư hỏng

Thiết kế cấp phối BTN chặt, hạt nhỏ (Dmax 10, 15) áp dụng cho mặt đường có nhiều xe nặng sẽ dẫn đến mặt đường không đủ cường độ hoặc kết cấu quá dày gây ra hiện tượng dồn nhựa

1.6.7 Ảnh hưởng của xe quá tải và các loại xe tải nặng ( TCVN 8819-2011)

Ảnh hưởng của cường độ vận chuyển và tải trọng xe:

Hiện tượng mài mòn mặt đường: Sự mài mòn tùy thuộc vào cường độ vận chuyển thành phần dòng xe và vào tốc độ xe

Hiện tượng mỏi: Hiện tượng mỏi xuất hiện phổ biến ở các đường nhựa,

do sự không liên tục trong cấp phối của vật liệu và sự diễn biến khác nhau giữa một bên là móng đường và nền đường với một bên là lớp trên mặt đường Sự mỏi là do lực thẳng đứng và các lực kéo nén tác dụng lên kết cấu mặt đường

Dưới tác dụng của tải trọng bánh xe, mặt đường BTN chịu nén & kéo uốn Phát sinh biến dạng vượt quá trị số cho phép làm mặt đường bị nứt, gãy (TCVN 8819-2011: Mặt đường bê tông nhựa nóng – yêu cầu thi công và nghiệm thu)

1.7 HÌNH ẢNH TỔNG QUAN VỀ HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BTN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI

1.7.1 Trên thế giới:

Hình 1 Đoạn Đường LaLibertadNegro Hình 2 Đường ở Scotland

1.8.1 Phun sương nhựa lỏng

Đó là sử dụng nhựa đường lỏng hoặc nhũ tương nhựa đường phun dưới dạng sương lên bề mặt đường để tạo ra một lớp màng mỏng như là một lớp phòng nước chống thấm và lấp đầy các vết rạn nứt nhỏ trên đường Phương pháp này thường làm cho độ nhám trên đường giảm, do đó làm giảm độ an toàn cho phương tiện giao thông Ngoài ra thì phương pháp này thường phải dừng giao thông trong vài giờ

1.8.2 Láng nhựa mỏng

Sử dụng nhựa đường nhũ tương phun lên bề mặt đường rồi rải ngay một lớp đá mịn và lu lèn Tuy nhiên phương pháp này cũng có một số nhược điểm

tượng bong tróc lớp phủ thêm này Thường chỉ áp dụng cho các đường có lưu

lượng thấp

1.8.4 Láng nhựa bằng nhựa đường polyme

Thêm polyme vào nhựa đường để tăng cường tính chất của nhựa đường

1.8.5 Phương pháp tái sinh nguội bằng máy tái sinh

Sử dụng máy tái sinh giống như là một trạm trộn di động tiến hành đào lớp bê tông nhựa cũ lên, rồi trộn với nhựa đường nhũ tương, sau đó lại rải trở lại

và lu lèn Phương pháp này đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và chi phí thường cao

và không xử lý được các vết nứt sâu hơn lớp được đào lên để tái sinh

1.8.6 Phương pháp rải thêm một lớp bê tông nhựa nóng mới

Lớp bê tông nhựa nóng mới dày khoảng (3÷7)cm được rải lên trên mặt đường cũ, thường áp dụng khi mặt đường hư hỏng nhiều

Tuy nhiên tất cả các phương pháp trên chỉ là tạo thêm một lớp kết cấu bề mặt phủ lên trên mặt đường hiện tại để hỗ trợ khả năng phục vụ của mặt đường hiện tại chứ không khôi phục được tính năng của chính mặt đường hiện tại

1.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG:

Trong những năm qua kết cấu hạ tầng giao thông đô thị ở thành phố Trà Vinh đã được cải thiện, thể hiện rỏ trên các mặt: Nhiều tuyến đường mới được xây dựng, chất lượng đường đô thị dần tốt hơn, hầu hết các tuyến đường chính được rải nhựa Tuy nhiên, qua thời gian khai thác một số tuyến đường QL 54 cũng như trong tỉnh Trà Vinh đã xuất hiện hư hỏng mặt đường mà nguyên nhân

là do một trong các lý do sau: Chất lượng vật liệu BTN, thiết kế thành phần vật liệu BTN, kiểm tra giám sát quá trình thi công, các nhân tố khí hậu thời tiết

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY RA

HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM 115 - KM 118

QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH

2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA ĐOẠN KM115 - KM118 QUỐC LỘ 54, TỈNH TRÀ VINH:

Hiện nay trên các tuyến đường trục chính QL 54km 115 + km 118 quốc

lộ 54, tỉnh Trà Vinh sau khi đưa vào sử dụng khai thác một thời gian thì bắt đầu xuất hiện các biến dạng và hư hỏng mặt đường như các vết nứt, vệt hằn bánh xe, lún, lõm cục bộ, Các hư hỏng ngày càng xuất hiện nhiều và trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng khai thác của tuyến đường, lưu thông xe cộ khó khăn, dễ tai nạn và nhất là làm giảm hiệu quả kinh tế, làm mất vẽ mỹ quan thành phố Trên mỗi con đường lại có mức độ, loại hình hư hỏng khác nhau Trong khi đó các cơ quan chức năng vẫn chưa có những giải pháp khắc phục cụ thể hoặc có khắc phục nhưng không đem lại hiệu quả cao, sau một thời gian ngắn thì lại xuất hiện hư hỏng, thậm chí còn nghiêm trọng hơn Việc bảo dưỡng và sửa chữa kịp thời hạn chế sự suy giảm chất lượng của mặt đường trong quá trình khai thác, kéo dài tuổi thọ mặt đường, duy trì hệ thống đường bộ ở tình trạng tốt

Đoạn tuyến khảo sát trong đề tài này là km 115 - km 118 theo hồ sơ thiết kế được duyệt kết cấu mặt đường được thiết kế như sau: (số liệu do Trung tâm kỹ thuật đường bộ 4 thiết kế)

+ Chiều rộng mặt đường Bmặt 7m

+ Chiều rộng làn xe chạy 02 làn xe Blàn =3.5x2 làn

+ Phần làn xe ngược chiều bằng vạch sơn 1.5

+ Kết cấu áo đường

- Mặt đường láng nhựa dày 5cm

- Mặt đường láng nhựa dày 7 cm

- Lớp đá dăm loại 1 dày 20 cm

- Lớp đá dăm loại 2 dày 25 cm

- Cát tôn nền

Mặt cắt kết cấu đường (số liệu Trung tâm kỹ thuật đường bộ 4 thiết kế)

2.1 Tổng quan hiện trạng hình ảnh và số liệu khảo sát hư hỏng mặt đường

bê tông nhựa đoạn Km 115 - Km 118 quốc lộ 54, tỉnh Trà Vinh

- Hiện trạng công trình:

+ Chiều rộng mặt đường Bmặt 7m

+ Chiều rộng làn xe chạy 02 làn xe Blàn =3.5x2 làn

+ Phần làn xe ngược chiều bằng vạch sơn 1.5

+ Kết cấu áo đường

- Mặt đường láng nhựa dày 5cm

- Mặt đường láng nhựa 7 cm

- Lớp đá dâm loại 1 dày 20 cm

- Lớp đá dâm loại 2 dày 25 cm