Bài giảng: Sửa chữa, Bảo dưỡng đường ô tô

những vấn đề chung 1.1 Sự cần thiết và tầm quan trọng của bảo dỡng sửa chữa đờng ôtô. Hàng năm khối lợng vận chuyển hàng hóa không ngừng tăng lên, lợng xe chạy càng nhiều, tỉ lệ xe nặng càng lớn, do đó đờng sá và công trình trên đờng càng chịu tác dụng nhiều của tải trọng xe. Hơn nữa, các yếu tố khí hậu thờng xuyên tác dụng lên công trình đờng sá làm cho chất lợng đờng không ổn định theo các mùa trong năm, tạo điều kiện cho việc phát sinh các hiện tợng biến dạng, h hỏng. Một vấn đề cơ bản cần lu ý là không có một con đờng nào tồn tại tốt đợc vĩnh viễn dù đã đợc xây dựng đạt chất lợng cao. Những tuyến đờng có lớp kết cấu mặt đờng ở cấp hạng cao cũng không thoát khỏi thông lệ này. Có thể nói rằng, tất cả mọi con đờng vừa mới làm xong đã bắt đầu suy giảm chất lợng vì những tác hại cộng lại của cờng độ vận chuyển và các nhân tố thiên nhiên. Với khí hậu nhiệt đới và xích đạo, nhất là đối với các tuyến đờng có lớp mặt đơn giản cha đợc xử lý bằng nhựa, quá trình suy giảm này thờng diễn ra một cách nhanh chóng. Chỉ có một sự quản lý cẩn thận, với sự chăm sóc liên tục mới cho phép hạn chế quá trình suy giảm chất lợng trong những giới hạn có thể chấp nhận đợc. Việc xem nhẹ vai trò của công tác bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô sẽ sớm hay muộn phải trả giá bằng những chi phí lớn hơn rất nhiều vì phải sửa chữa lớn hoặc xây dựng lại. Một công trình nghiên cứu của Ngân hàng thế giới (WB) đã ớc tính phải cần 90 tỷ USD là ít nhất để đủ chi phí cho sửa chữa và giữ gìn đợc hệ thống đờng ô tô của 85 nớc đã vay nợ của WB để làm đờng (Hệ thống đòng ôtô này chỉ kể đến những tuyến đờng chính yếu: 1.000.000 km mặt đờng nhựa và 800.000 km mặt đờng cha đợc xử lý bằng nhựa tính đến 1985). Trong hệ thống đờng ô tô của 85 nớc kể trên, 14 các tuyến đờng nhựa và 13 các tuyến đờng cha đợc xử lý bằng nhựa phải xây dựng lại vì chúng đã h hỏng tới mức chỉ còn có giải pháp này mà thôi. Chi phí xây dựng lại ớc tính cần 45 tỷ USD trong khi đó nếu đợc chăm sóc định kỳ chu đáo (và cũng có thể đợc tăng cờng khi cờng độ vận chuyển tăng) sẽ chỉ tuỳ theo từng tuyến đờng phải chi ít đi từ ba đến năm lần, khoảng chừng gộp lại hết 12 tỷ USD, mà lại còn ngăn chặn đợc sự lên giá của việc khai thác xe cộ; Ngoài ra 30% các tuyến đờng nhựa của các nớc kể trên cần phải đợc tăng cờng ngay hoặc trong vòng những năm rất gần đây. Chi phí tích dồn lại của cả nhiệm vụ tăng cờng và nhiệm vụ duy tu bảo dỡng thờng xuyên chu đáo sẽ tốn 40 đến 45 tỷ USD trong vòng 10 năm sắp tới, thành ra tổng cộng hoá đơn chi trả sẽ lên tới 90 tỷ USD. Nếu các nớc nói trên không cải tiến cách quản lý những hệ thống đờng ô tô của mình thì cuối cùng chi phí khôi phục lại sẽ dễ dàng tăng lên gấp hai hoặc ba lần, và chi phí mà những ngời sử dụng đờng ô tô phải trả còn có thể tăng thêm hơn nhiều. Những khiếm khuyết của công tác quản lý, bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô có những tác hại nghiêm trọng hơn những khiếm khuyết của các lĩnh vực khác vì ba lý do: 1 Tốn phí và nhu cầu về tài chính rất lớn. Ngoài ra, những tổn phí mà ngành quản lý đờng sá phải gánh chịu không thấm vào đâu so với tổn thất chung tổng cộng: Những ngời sử dụng đờng phải lái xe trên những đờng xấu chịu những tổn thất lớn hơnBài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 2 nhiều. Sau nữa, giá thành vận tải tăng cao, hạn chế sự liên kết các thị trờng kinh tế và làm giảm bớt sinh lực của các hoạt động phụ thuộc vào vận tải đờng bộ. 2 Sự suy giảm chất lợng của đờng ô tô tăng tốc độ theo thời gian. Hiện tợng này làm cho ngời ta cha kịp nhận thức đợc sự cần thiết của một đợt bảo dỡng sửa chữa thì tình trạng chất lợng đã suy giảm rõ rệt tới mức đòi hỏi phải khôi phục lại hoặc làm lại đờng với tổn phí lớn hơn nhiều. Vì vậy, điều rất quan trọng là phải nhận biết đợc kịp thời nhu cầu cần sửa chữa. 3 Những đơn vị quản lý đờng ô tô thờng không phải gánh chịu những hậu quả của việc bảo dỡng sửa chữa làm còn thiếu sót do không phải chịu sức ép từ phía các tổ chức xã hội đòi hỏi phải cải thiện tình hình đờng sá. Vì thiếu những luồng d luận đòi hỏi và cha lờng hết đợc tính chất nghiêm trọng của bài toán, cho nên ở nhiều nớc nhiệm vụ duy tu bảo dỡng không đợc chiếm một thứ bậc cao trong các mục tiêu của ngân sách. Công trình nghiên cứu này của Ngân hàng thế giới cho thấy một bức tranh bi thảm về những hậu quả của việc xem nhẹ vai trò của công tác quản lý, bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô. ở một số nớc đang phát triển hiện nay đang tái diễn cái vòng luẩn quẩn sau: Nhờ vốn vay nớc ngoài để làm mới. Để chất lợng suy giảm đến mức h hỏng trầm trọng vì thiếu sự bảo dỡng sửa chữa cần thiết; Lại phải làm lại hết sức tốn kém nhờ vào vốn nớc ngoài. Nh vậy, điều quan trọng đợc đúc rút ra là cần phải phá vỡ cái vòng luẩn quẩn nguy hại này và phải dành những sự quan tâm, những khoản chi phí cần thiết để bảo dỡng sửa chữa hệ thống đờng ô tô của mình một cách đúng đắn. 1.2 hiện trạng giao thông vận tải đờng bộ việt nam Đặc thù của lãnh thổ Việt Nam là hẹp và kéo dài từ Bắc vào Nam, nớc ta có hệ thống giao thông bao gồm đầy đủ các phơng thức vận tải nh đờng bộ, đờng sắt, đờng sông, đờng biển và đờng hàng không. Từ sau thời kỳ “đổi mới” đến nay, Nhà nước đã quan tâm đầu tư cho ngành GTVT để khôi phục, nâng cấp và xây dựng mới một số công trình giao thông nhằm từng bớc đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hóa và hành khách. Về đờng bộ: 1 Kết cấu hạ tầng đờng bộ: Mạng lới đờng bộ: Mạng lới giao thông đờng bộ Việt Nam có tổng chiều dài là 224.482km, đợc phân bố tơng đối hợp lý trên toàn lãnh thổ. Mật độ so với diện tích và dân số xấp xỉ 24,06km100km2 và 1,00km1000dân (không kể hệ thống đờng xã và đờng chuyên dùng); mật độ hệ thống quốc lộ khoảng 4,78km100km2 và 0,20km1000dân. Mạng lới giao thông đờng bộ chia thành 6 hệ thống: Quốc lộ 17.295km chiếm tỷ lệ 7,70% Đờng tỉnh 21.840km chiếm tỷ lệ 9,73% Đờng huyện 45.250km chiếm tỷ lệ 20,16%Bài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 3 Đờng xã 124.994km chiếm tỷ lệ 55,68% Đờng đô thị 7.476km chiếm tỷ lệ 3,33% Đờng chuyên dùng 7.627km chiếm tỷ lệ 3,40% Hệ thống quốc lộ: Hệ thống này là xơng sống của mạng lới đờng bộ, có tác dụng quan trọng phục vụ lợi ích kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng của đất nớc, bao gồm: + Đờng nối từ thủ đô Hà Nội tới các thành phố trực thuộc Trung ơng, tới trung tâm hành chính các tỉnh. + Đờng từ trục chính đến các cửa khẩu quốc tế, cửa khẩu chính, các khu công nghiệp. + Đờng nối liền trung tâm hành chính từ 3 tỉnh trở lên. Các hệ thống: đờng tỉnh, đờng huyện, đờng xã, đờng đô thị và đờng chuyên dùng: + Hệ thống đờng tỉnh là trục đờng trong địa bàn 1 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ơng bao gồm đờng nối từ thành phố hoặc trung tâm hành chính của tỉnh tới trung tâm hành chính của huyện và nối đến trung tâm hành chính các tỉnh lân cận. + Hệ thống đờng huyện là đờng nối từ trung tâm hành chính huyện tới các trung tâm hành chính xã hoặc cụm xã và nối trung tâm hành chính các huyện lân cận. + Hệ thống đờng xã là đờng nối từ trung tâm hành chính các xã đến các thôn xóm và nối giữa các xã với nhau. + Hệ thống đờng đô thị là đờng giao thông nằm trong nội đô, nội thị của thành phố, thị xã, thị trấn. + Hệ thống đờng chuyên dùng là đờng nội bộ chuyên phục vụ cho việc vận chuyển, đi lại của một hoặc nhiều cơ quan, doanh nghiệp, t nhân. 2 Quản lý, bảo trì đờng bộ: Trong thập kỷ qua, Nhà nớc đã đầu t cho đờng bộ (hệ thống quốc lộ) để xây dựng một số tuyến mới và cải tạo, nâng cấp các tuyến hiện có. Chất lợng của đờng bộ đợc cải thiện một cách rõ rệt. Để đảm bảo chất lợng hệ thống quốc lộ không bị xuống cấp, hàng năm nhu cầu vốn cần đầu t cho quản lý, bảo trì khoảng 1300 đến 1500 tỷ VNĐ. Thực tế, trong những năm qua nguồn vốn dành cho công tác này rất hạn chế, so với nhu cầu chỉ đạt trung bình khoảng 40%. (Bảng 11) Đơn vị tính: Tỷ VNĐ Năm KH Tổng chiều dài QL,km Tổng vốn đờng bộ Trong đó Vốn sửa chữa đờng bộ so với Xây dựng cơ bản Sửa chữa đờng bộ Tổng số vốn đờng bộ, % Nhu cầu vốn, Thực tế cấp Nhu cầu vốn % 1996 13.510 2.336,8 1.877,1 459,7 950 19,7 48,4 1997 14.651 3.640,8 3.161,5 479,3 1000 13,2 47,9 1998 14.920 3.311,5 2.796,5 515 1300 15,6 40 1999 15.250 4796,8 3.316,8 480 1400 10 34,3 2000 15.425 7.361,8 6.896,8 465 1400 6,3 33 2001 15.425 8.614,2 8.104,2 510 1400 5,9 36,4 2002 15.824 599,6 1420 42,2Bài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 4 3 Hiện trạng mạng lới đờng bộ: Trong thập kỷ qua, tuy Nhà nớc đã quan tâm đầu t xây dựng một số tuyến mới, cải tạo nâng cấp một số tuyến đang khai thác, chất lợng của mạng lới đờng bộ đợc cải thiện rõ rệt, song, đến nay cũng còn nhiều yếu tố bất cập: Việt Nam cha có đờng cao tốc, một số tuyến trên hệ thống quốc lộ cha vào cấp kỹ thuật, nhiều tuyến trên các hệ thống đờng địa phơng cha đợc cải thiện nhiều, đến nay, còn khoảng 350 xã trên tổng số 10.511 xã, phờng cha có đờng ôtô. Nếu phân loại đờng theo tiêu chí kết cấu mặt đờng, kết quả nh sau: (Bảng 12) Nếu phân loại theo cấp kỹ thuật, kết quả nh sau: + Đờng cao tốc: Đang có kế hoạch xây dựng. + Chiều dài các tuyến đạt cấp I, II: 2,17% + Chiều dài các tuyến đạt cấp III: 30,4% + Chiều dài các tuyến đạt cấp IV: 20,3% + Chiều dài các tuyến đạt cấp V : 30,8% + Chiều dài các tuyến đạt cấp VI: 16,3% 4 Vận tải đờng bộ: Khối lợng vận chuyển: Trong những năm qua, khối lợng hành khách vận chuyển đờng bộ trong nớc chiếm khoảng 80% và khối lợng hàng hóa vận chuyển chiếm khoảng 60% so với các loại phơng tiện vận tải khác. Khối lợng vận chuyển hành khách (Bảng 13) Đơn vị tính: Triệu HK Năm Tổng số Trong đó Đờng sắt Đờng bộ Đờng sông Khối lợng % Khối lợng % Khối lợng % 1996 607,4 8,5 1,40 482,6 79,45 116,3 19,15 1997 652,7 9,3 1,42 519,3 79,56 124,1 19,01 1998 691,3 9,7 1,40 554,5 80,21 127,1 18,39 1999 727,4 9,3 1,28 592,4 81,44 125,7 17,28 2000 761,7 9,8 1,29 625,4 82,11 126,5 16,61 2001 805,2 10,6 1,32 660,7 82,05 133,9 16,63 2002 833,9 10,8 1,30 689,1 82,64 134 16,07 T T Tên hệ thống Kết cấu mặt đờng Chiều dài,km Bêtông xi măng Bêtông nhựa Đá dăm nhựa Cấp phối, đá dăm Đờng đất Km % Km % Km % Km % Km % 1 QL 17295 78 0,45 5369 31,04 7783 45 2999 17,34 1066 6,16 2 ĐT 21840 141 0,65 2204 10,09 11505 52,68 4345 19,89 3645 16,69 3 ĐH 45250 1146 2,53 1328 2,93 6742 14,90 20057 44,32 15977 35,31 4 ĐX 124994 8185 6,55 611 0,49 6244 5,00 2007 1,61 107947 86,36 5 Đ ĐT 7476 342 4,57 2241 29,98 3647 48,78 1246 16,67 0 0,00 6 ĐCD 7627 848 11,12 342 4,48 2357 30,90 3600 47,20 480 6,31 Cộng 224482 10740 4,78 12095 5,39 38278 17,05 34254 15,26 129115 57,52Bài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 5 Khối lợng vận chuyển hàng (Bảng 1 4) Đơn vị tính: Nghìn tấn Năm Tổng số Trong đó Đờng sắt Đờng bộ Đờng sông Đờng biển Khối lợng % lợng Khối % lợng Khối % lợng Khối % 1996 151154,9 4041,5 2,67 104862,0 69,37 32467,7 21,48 9783,7 6,47 1997 168347,5 4752 2,82 116459,4 69,18 36360,7 21,60 10775,4 6,40 1998 178779,7 4977,6 2,78 123975,5 69,35 38033,6 21,27 11793 6,60 1999 190219,1 5146 2,71 132179,8 69,49 39887,2 20,97 13006,1 6,84 2000 206010,3 6258,2 3,04 141184,2 68,53 43015,4 20,88 15552,5 7,55 2001 223310 6456,7 2,89 166683,8 74,64 48488,2 21,71 1681,3 0,75 2002 238454,9 7051,9 2,96 160877,9 67,47 49913 20,93 20612,1 8,64 1.3 phân loại công tác bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô. 1.3.1. Bảo dỡng sửa chữa thờng xuyên và định kỳ. Ngời ta thờng chia các nhiệm vụ bảo dỡng sửa chữa thành hai loại: Bảo dỡng sửa chữa thờng xuyên và Bảo dỡng sửa chữa định kỳ. Loại thứ nhất bao gồm các nhiệm vụ chăm sóc, giữ gìn đề phòng h hỏng và sửa chữa các h hỏng nhỏ nhằm duy trì tình trạng tốt sẵn của con đờng, loại công tác này phải làm một hoặc nhiều lần trong một năm. Loại thứ hai gồm những nhiệm vụ quan trọng hơn phải làm với những khoảng cách thời gian bốn năm, năm năm hay hơn nữa. Tổ chức công tác bảo dỡng sửa chữa tùy thuộc một cách rộng rãi vào cách phân loại này: Các nhiệm vụ bảo dỡng sửa chữa thờng xuyên đợc giao cho các tổ sản xuất thờng trực, thờng là ở gần con đờng phải chăm sóc. Phải có những kinh phí đợc ngân sách cấp đều đặn. Các công việc phải làm đợc quy định cho từng con đờng tùy theo mức độ quan trọng nhiều hay ít. Các nhiệm vụ bảo dỡng sửa chữa định kỳ ngợc lại là những công việc nặng hơn, phải đợc ghi vào chơng trình từ nhiều tháng trớc và thờng đợc ghi trong kế hoạch nhà nớc. Có thể ghép vào loại nhiệm vụ này các công việc khôi phục lại đờng nếu tình trạng chất lợng đã suy giảm đến mức đòi hỏi phải làm nh vậy. 1.3.2. Bảo dỡng dự phòng và bảo dỡng sửa chữa. Cũng còn có một cách phân loại cổ điển nữa: Bảo dỡng dự phòng là những sự can thiệp dự phòng có mục đích, một mặt tránh sự phá hỏng chất lợng kết cấu mặt đờng, để chuẩn bị dự phòng cho mặt đờng phải chịu một cờng độ vận chuyển cao hơn có thể dự đoán trớc đợc, mặt khác để duy trì một cách hầu nh liên tục một trình độ phục vụ êm thuận nhất định. Bảo dỡng sửa chữa là những sự can thiệp sửa chữa có mục đích khắc phục một tình trạng thiếu kém về kết cấu hay về bề mặt, sau khi đã thấy xuất hiện những h hỏng quan trọng. Vá ổ gà là loại công việc điển hình cho công tác bảo dỡng sửa chữa. Sự lựa chọn giữa Bảo dỡng sửa chữa hay Bảo dỡng dự phòng đợc quyết định chủ yếu bằng việc áp dụng một hệ thống tiêu chuẩn về chất lợng khai thác.Bài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 6 CHƯƠNG 2: Các hình thức biến dạng, h hỏng của đờng và những nguyên nhân gây ra. 2.1 Những nhân tố gây ra sự suy giảm chất lợng đờng ô tô. Ngay từ khi mới đợc đa vào sử dụng, con đờng đã bắt đầu quá trình suy giảm chất lợng. Sự suy giảm này đợc biểu thị bằng những sự biến dạng, h hỏng rất rõ ràng trên các con đờng có cấp hạng thấp, mặt đờng cấu tạo đơn giản cha đợc xử lý bằng nhựa, và kém rõ ràng hơn trên các con đờng có cấp hạng cao hơn đã đợc phủ nhựa. Tất cả mọi con đờng đều cần tới sự kiểm tra và những chăm sóc cẩn thận để đảm bảo có đợc một sự êm thuận hoàn hảo. Trong trờng hợp này hoặc trờng hợp khác các sự biến dạng, h hỏng của đờng này khác nhau rất nhiều, tuỳ thuộc vào rất nhiều nhân tố có thể gắn hoặc không gắn với cờng độ vận chuyển mà con đờng phải chịu đựng. 2.1.1 Môi trờng vật chất của đờng ô tô. Đối với đờng ôtô, môi trờng vật chất bao gồm: Khí hậu, chất lợng vật liệu xây dựng nền đờng (đất), của vật liệu xây dựng mặt đờng và sự có mặt của cây cối bên đờng, các nhân tố này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát sinh và phát triển quá trình suy giảm chất lợng đờng ô tô. 2.1.1.1. Những nhân tố về khí hậu. Nhân tố đầu tiên làm cho đờng ô tô suy giảm chất lợng là những thành phần khí hậu của khu vực mà con đờng chạy qua. Ma khí quyển là một nhân tố quan trọng nhất cần phải coi trọng vì nó ảnh hởng tới sức chịu đựng của các vật liệu làm đờng. Một lợng ngậm nớc tối thiểu cần nh thế nào để cho vật liệu đất làm đợc nhiệm vụ của nó một cách đầy đủ trong kết cấu tổng thể nền mặt đờng nói chung hoặc trong công trình nền đờng nói riêng, thì sự quá thừa nớc lại nguy hại nh thế ấy cho sự bền vững của chúng. Ma có thể gây những tác hại lớn cho đờng sá, và để phòng tránh các tác hại có thể xảy ra, không gì bằng trực tiếp quan sát con đờng dới trời ma. Đây là một công việc mà mọi ngời có trách nhiệm quản lý bảo dỡng đờng cần phải làm và kể cả những ngời làm công tác thiết kế đờng nữa, để từ đó rút ra đợc những thông tin cần cho việc lập các đồ án. Một hiện tợng thờng gắn trực tiếp với ma, đặc biệt là những địa phơng có chế độ ma khắc nghiệt là sự xói mòn đất, đây đợc coi là hiện tợng kinh niên trên đờng ô tô ở các nớc vùng nhiệt đới nh nớc ta. Hiện tợng xói mòn chỉ bắt đầu phát sinh khi tốc độ nớc chảy vợt quá một trị số tốc độ mà ngời ta gọi là tốc độ giới hạn. Tốc độ giới hạn này có thể từ 0.30 ms cho cát có đờng kính 0.1 mm và đạt tới 1.50 ms hoặc hơn nữa cho sỏi cuội và cả cho đất sét. Ơ chỗ đất xốp ngời ta thờng chấp nhận trị số 0.90 ms. Đối với mặt đờng nhựa, sự xói mòn thờng rất rõ rệt ở chỗ tiếp giáp giữa mặt đờng và lề đờng. Việc xói mòn lề đờng và các mơng rãnh thoát nớc là một trong những hiện tợng không bình thờng phải đề phòng một cách rất thận trọng. Hiện tợng xói mòn ở các bộ phận ấy rất nhanh và có thể nguy hại cho nền đờng, đã có trờng hợp ngời ra thấy một rãnh dọc bị xói sâu từ độ sâu 1.0 m tới độ sâu 6.0 m trong vòng ba tháng, và bề rộng của rãnh cũng theo đó mà tăng theo. Vì vậy, nên giới hạn chiều dài cácBài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 7 rãnh ở một trị số sao cho trong rãnh tốc độ của nớc không vợt quá tốc độ giới hạn ở bất cứ điểm nào bằng cách mở các rãnh tháo nớc ngang hoặc đặt cống cấu tạo tại những vị trí cần thiết. Ma cũng gây ra hiện tợng xói lở ta luy đào và đắp, làm sụt lở mái dốc ta luy do nớc chảy trên mặt mái ta luy và nớc ngấm vào trong mái dốc làm tăng trọng lợng của khối trợt và làm giảm sức chống cắt của đất. Ma thấm xuống nền đất và kết cấu áo đờng làm giảm cờng độ của chúng và dới tác dụng của tải trọng xe chạy có thể kết cấu áo đờng sẽ bị h hỏng. ánh nắng mặt trời là một nhân tố thuận lợi cho sự bền vững của mặt đờng. Thực tế, nớc đọng trên lớp mặt xe chạy và thấm xuống kết cấu áo đờng làm giảm cờng độ và tăng số lợng tai nạn do trơn trợt. Nhờ có ánh nắng mặt trời, nớc bốc hơi nhanh hơn và làm giảm thời gian đọng nớc và thấm nớc. Tuy nhiên, bức xạ mặt trời còn có ảnh hởng không tốt tới cờng độ của vật liệu làm mặt đờng, đặc biệt là đối với mặt đờng nhựa, mặt đờng bê tông xi măng. Sự thay đổi của nhiệt độ trong ngày có thể làm cho mặt đờng co giãn, thể tích thay đổi không đều làm cho mặt đờng nứt nẻ. Với mặt đờng có sử dụng nhựa, dới tác dụng của nhiệt độ cao, mặt đờng nhựa có thể trở nên mềm, dẻo, nhất là khi dùng lợng nhựa, loại nhựa không hợp lý, trên mặt đờng phát sinh làn sóng, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đờng. Dới tác dụng của nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, dòn làm mặt đờng nứt gãy. Với mặt đờng bê tông xi măng sự thay đổi của nhiệt độ gây ra ứng suất nhiệt làm nứt mặt đờng đặc biệt là ở những nớc có biên độ nhiệt thay đổi lớn giữa ngày và đêm. Trong quá trình thi công mặt đờng, nếu không có biện pháp bảo dỡng tốt sau khi thi công thì bức xạ nhiệt có thể gây ra hiện tợng nứt dẻo do mặt đờng bị mất nớc quá nhanh. Cuối cùng là gió. Gió có thể có tác dụng tốt khi thúc nhanh sự bốc hơi, nhng có khi lại gây khó khăn cho thi công. Ví dụ: có thể nhiệt độ ngoài trời khá cao, gió vẫn làm nguội các tia nhựa trong lúc rải nhựa làm giảm tính dính bám của nhựa với đá, mặt khác khi đang tới nhựa mà mặt đá bị gió thổi làm cho bị phủ một lớp bụi mỏng, lớp bụi mỏng này làm nhựa kém dính bám với đá. Gió cũng làm cho mặt đờng bê tông nhựa nhanh bị nguội, nếu không lu lèn kịp thời thì sẽ không đảm bảo độ chặt. Với mặt đờng bê tông xi măng, gió làm cho mặt đờng mất nớc quá nhanh ngay sau khi đổ bê tông gây ra hiện tợng nứt dẻo. 2.1.1.2. Chất lợng của đất và các loại vật liệu. Chất lợng của đất và các loại vật liệu đóng một vai trò quan trọng, một mặt đối với kết cấu áo đờng, mặt khác đối với lớp mặt chịu tác dụng của bánh xe chạy. Loại đất dùng để đắp nền đờng thờng đợc chọn là các loại đất có khả năng chịu lực tốt, dễ đầm lèn, trạng thái của đất ít thay đổi khi độ ẩm biến đổi nhiều (đất cát, á cát). Các loại đất bị trơng nở, hoặc co ngót nhiều khi bị thay đổi lớn về độ ẩm sẽ làm các lớp kết cấu mặt đờng bên trên bị phá hủy nhanh chóng (đất hữu cơ, đất sét, đất bazan có độ trơng nở lớn. Với vật liệu dùng làm kết cấu mặt đờng, mỗi loại vật liệu đều có những đặc điểm riêng về nguyên lý hình thành cờng độ, về yêu cầu vật liệu, về công nghệ thi công… DoBài giảng Bảo dỡng sửa chữa đờng ô tô 8 vậy, để tránh những phá hoại sau này nhất thiết phải tôn trọng những quy định về chế tạo và thi công của loại vật liệu đó. Có thể kể đến một số vấn đề sau: Đảm bảo yêu cầu về thành phần hạt (với các loại vật liệu hình thành cờng độ theo nguyên lý cấp phối). Vật liệu hạt phải đủ cờng độ chịu mài mòn. Bề mặt hạt vậtliệu phải xù xì, có hình khối và không đợc tròn cạnh. Hàm lợng hạt dẹt phải nằm trong phạm vi cho phép. Vật liệu phải đủ sạch: hàm lợng bụi sét không đợc vợt quá yêu cầu. Không nhậy cảm với nớc: phải khống chế chỉ số dẻo của vật liệu hạt nhỏ. Có đủ sức chịu tải để cho phép chịu đợc ứng suất lặp do tải trọng trùng phục của xe cộ gây ra.

khoa c«ng tr×nh

Bé m«n ®-êng bé

bµi gi¶ng

Hµ néi, Th¸ng 8-2006

ch-ơng i:

những vấn đề chung

1.1 Sự cần thiết và tầm quan trọng của bảo d-ỡng sửa chữa đ-ờng ôtô

Hàng năm khối l-ợng vận chuyển hàng hóa không ngừng tăng lên, l-ợng xe chạy càng nhiều, tỉ lệ xe nặng càng lớn, do đó đ-ờng sá và công trình trên đ-ờng càng chịu tác dụng nhiều của tải trọng xe Hơn nữa, các yếu tố khí hậu th-ờng xuyên tác dụng lên công trình đ-ờng sá làm cho chất l-ợng đ-ờng không ổn định theo các mùa trong năm, tạo

điều kiện cho việc phát sinh các hiện t-ợng biến dạng, h- hỏng

Một vấn đề cơ bản cần l-u ý là không có một con đ-ờng nào tồn tại tốt đ-ợc vĩnh viễn dù đã đ-ợc xây dựng đạt chất l-ợng cao Những tuyến đ-ờng có lớp kết cấu mặt

đ-ờng ở cấp hạng cao cũng không thoát khỏi thông lệ này

Có thể nói rằng, tất cả mọi con đ-ờng vừa mới làm xong đã bắt đầu suy giảm chất l-ợng vì những tác hại cộng lại của c-ờng độ vận chuyển và các nhân tố thiên nhiên Với khí hậu nhiệt đới và xích đạo, nhất là đối với các tuyến đ-ờng có lớp mặt đơn giản ch-a

đ-ợc xử lý bằng nhựa, quá trình suy giảm này th-ờng diễn ra một cách nhanh chóng Chỉ

có một sự quản lý cẩn thận, với sự chăm sóc liên tục mới cho phép hạn chế quá trình suy giảm chất l-ợng trong những giới hạn có thể chấp nhận đ-ợc

Việc xem nhẹ vai trò của công tác bảo d-ỡng sửa chữa đ-ờng ô tô sẽ sớm hay muộn phải trả giá bằng những chi phí lớn hơn rất nhiều vì phải sửa chữa lớn hoặc xây dựng lại

Một công trình nghiên cứu của Ngân hàng thế giới (WB) đã -ớc tính phải cần 90

tỷ USD là ít nhất để đủ chi phí cho sửa chữa và giữ gìn đ-ợc hệ thống đ-ờng ô tô của 85 n-ớc đã vay nợ của WB để làm đ-ờng (Hệ thống đ-òng ôtô này chỉ kể đến những tuyến

đ-ờng chính yếu: 1.000.000 km mặt đ-ờng nhựa và 800.000 km mặt đ-ờng ch-a đ-ợc xử

lý bằng nhựa - tính đến 1985)

Trong hệ thống đ-ờng ô tô của 85 n-ớc kể trên, 1/4 các tuyến đ-ờng nhựa và 1/3 các tuyến đ-ờng ch-a đ-ợc xử lý bằng nhựa phải xây dựng lại vì chúng đã h- hỏng tới

mức chỉ còn có giải pháp này mà thôi Chi phí xây dựng lại -ớc tính cần 45 tỷ USD trong

khi đó nếu đ-ợc chăm sóc định kỳ chu đáo (và cũng có thể đ-ợc tăng c-ờng khi c-ờng độ vận chuyển tăng) sẽ chỉ tuỳ theo từng tuyến đ-ờng phải chi ít đi từ ba đến năm lần, khoảng chừng gộp lại hết 12 tỷ USD, mà lại còn ngăn chặn đ-ợc sự lên giá của việc khai

thác xe cộ; Ngoài ra 30% các tuyến đ-ờng nhựa của các n-ớc kể trên cần phải đ-ợc tăng

c-ờng ngay hoặc trong vòng những năm rất gần đây Chi phí tích dồn lại của cả nhiệm vụ

tăng c-ờng và nhiệm vụ duy tu bảo d-ỡng th-ờng xuyên chu đáo sẽ tốn 40 đến 45 tỷ USD trong vòng 10 năm sắp tới, thành ra tổng cộng hoá đơn chi trả sẽ lên tới 90 tỷ USD Nếu các n-ớc nói trên không cải tiến cách quản lý những hệ thống đ-ờng ô tô của mình thì cuối cùng chi phí khôi phục lại sẽ dễ dàng tăng lên gấp hai hoặc ba lần, và chi phí mà những ng-ời sử dụng đ-ờng ô tô phải trả còn có thể tăng thêm hơn nhiều

Những khiếm khuyết của công tác quản lý, bảo d-ỡng sửa chữa đ-ờng ô tô có những tác hại nghiêm trọng hơn những khiếm khuyết của các lĩnh vực khác vì ba lý do:

1- Tốn phí và nhu cầu về tài chính rất lớn Ngoài ra, những tổn phí mà ngành quản

lý đ-ờng sá phải gánh chịu không thấm vào đâu so với tổn thất chung tổng cộng: Những

nhiều Sau nữa, giá thành vận tải tăng cao, hạn chế sự liên kết các thị tr-ờng kinh tế và làm giảm bớt sinh lực của các hoạt động phụ thuộc vào vận tải đ-ờng bộ

2- Sự suy giảm chất l-ợng của đ-ờng ô tô tăng tốc độ theo thời gian Hiện t-ợng này làm cho ng-ời ta ch-a kịp nhận thức đ-ợc sự cần thiết của một đợt bảo d-ỡng sửa chữa thì tình trạng chất l-ợng đã suy giảm rõ rệt tới mức đòi hỏi phải khôi phục lại hoặc làm lại đ-ờng với tổn phí lớn hơn nhiều Vì vậy, điều rất quan trọng là phải nhận biết

đ-ợc kịp thời nhu cầu cần sửa chữa

3- Những đơn vị quản lý đ-ờng ô tô th-ờng không phải gánh chịu những hậu quả của việc bảo d-ỡng sửa chữa làm còn thiếu sót do không phải chịu sức ép từ phía các tổ chức xã hội đòi hỏi phải cải thiện tình hình đ-ờng sá

Vì thiếu những luồng d- luận đòi hỏi và ch-a l-ờng hết đ-ợc tính chất nghiêm trọng của bài toán, cho nên ở nhiều n-ớc nhiệm vụ duy tu bảo d-ỡng không đ-ợc chiếm một thứ bậc cao trong các mục tiêu của ngân sách

Công trình nghiên cứu này của Ngân hàng thế giới cho thấy một bức tranh bi thảm

về những hậu quả của việc xem nhẹ vai trò của công tác quản lý, bảo d-ỡng sửa chữa

đ-ờng ô tô

ở một số n-ớc đang phát triển hiện nay đang tái diễn cái vòng luẩn quẩn sau:

- Nhờ vốn vay n-ớc ngoài để làm mới

- Để chất l-ợng suy giảm đến mức h- hỏng trầm trọng vì thiếu sự bảo d-ỡng sửa chữa cần thiết;

- Lại phải làm lại hết sức tốn kém nhờ vào vốn n-ớc ngoài

Nh- vậy, điều quan trọng đ-ợc đúc rút ra là cần phải phá vỡ cái vòng luẩn quẩn nguy hại này và phải dành những sự quan tâm, những khoản chi phí cần thiết để bảo d-ỡng sửa chữa hệ thống đ-ờng ô tô của mình một cách đúng đắn

1.2 hiện trạng giao thông vận tải đ-ờng bộ việt nam

Đặc thù của lãnh thổ Việt Nam là hẹp và kéo dài từ Bắc vào Nam, n-ớc ta có hệ thống giao thông bao gồm đầy đủ các ph-ơng thức vận tải nh- đ-ờng bộ, đ-ờng sắt,

đ-ờng sông, đ-ờng biển và đ-ờng hàng không

Từ sau thời kỳ “đổi mới” đến nay, Nhà nước đã quan tâm đầu tư cho ngành GTVT

để khôi phục, nâng cấp và xây dựng mới một số công trình giao thông nhằm từng b-ớc

đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hóa và hành khách

Mạng l-ới giao thông đ-ờng bộ chia thành 6 hệ thống:

- Đ-ờng xã 124.994km chiếm tỷ lệ 55,68%

- Hệ thống quốc lộ:

Hệ thống này là x-ơng sống của mạng l-ới đ-ờng bộ, có tác dụng quan trọng phục

vụ lợi ích kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng của đất n-ớc, bao gồm:

+ Đ-ờng nối từ thủ đô Hà Nội tới các thành phố trực thuộc Trung -ơng, tới trung tâm hành chính các tỉnh

+ Đ-ờng từ trục chính đến các cửa khẩu quốc tế, cửa khẩu chính, các khu công nghiệp

+ Đ-ờng nối liền trung tâm hành chính từ 3 tỉnh trở lên

- Các hệ thống: đ-ờng tỉnh, đ-ờng huyện, đ-ờng xã, đ-ờng đô thị và đ-ờng chuyên dùng:

+ Hệ thống đ-ờng tỉnh là trục đ-ờng trong địa bàn 1 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung -ơng bao gồm đ-ờng nối từ thành phố hoặc trung tâm hành chính của tỉnh tới trung tâm hành chính của huyện và nối đến trung tâm hành chính các tỉnh lân cận

+ Hệ thống đ-ờng huyện là đ-ờng nối từ trung tâm hành chính huyện tới các trung tâm hành chính xã hoặc cụm xã và nối trung tâm hành chính các huyện lân cận

+ Hệ thống đ-ờng xã là đ-ờng nối từ trung tâm hành chính các xã đến các thôn xóm và nối giữa các xã với nhau

+ Hệ thống đ-ờng đô thị là đ-ờng giao thông nằm trong nội đô, nội thị của thành phố, thị xã, thị trấn

+ Hệ thống đ-ờng chuyên dùng là đ-ờng nội bộ chuyên phục vụ cho việc vận chuyển, đi lại của một hoặc nhiều cơ quan, doanh nghiệp, t- nhân

2- Quản lý, bảo trì đ-ờng bộ:

Trong thập kỷ qua, Nhà n-ớc đã đầu t- cho đ-ờng bộ (hệ thống quốc lộ) để xây dựng một số tuyến mới và cải tạo, nâng cấp các tuyến hiện có Chất l-ợng của đ-ờng bộ

đ-ợc cải thiện một cách rõ rệt

Để đảm bảo chất l-ợng hệ thống quốc lộ không bị xuống cấp, hàng năm nhu cầu vốn cần đầu t- cho quản lý, bảo trì khoảng 1300 đến 1500 tỷ VNĐ Thực tế, trong những năm qua nguồn vốn dành cho công tác này rất hạn chế, so với nhu cầu chỉ đạt trung bình khoảng 40%

3- Hiện trạng mạng l-ới đ-ờng bộ:

Trong thập kỷ qua, tuy Nhà n-ớc đã quan tâm đầu t- xây dựng một số tuyến mới, cải tạo nâng cấp một số tuyến đang khai thác, chất l-ợng của mạng l-ới đ-ờng bộ đ-ợc cải thiện rõ rệt, song, đến nay cũng còn nhiều yếu tố bất cập: Việt Nam ch-a có đ-ờng cao tốc, một số tuyến trên hệ thống quốc lộ ch-a vào cấp kỹ thuật, nhiều tuyến trên các hệ thống đ-ờng địa ph-ơng ch-a đ-ợc cải thiện nhiều, đến nay, còn khoảng 350 xã trên tổng

số 10.511 xã, ph-ờng ch-a có đ-ờng ôtô

- Nếu phân loại đ-ờng theo tiêu chí kết cấu mặt đ-ờng, kết quả nh- sau:

(Bảng 1-2)

Nếu phân loại theo cấp kỹ thuật, kết quả nh- sau:

+ Đ-ờng cao tốc: Đang có kế hoạch xây dựng

+ Chiều dài các tuyến đạt cấp I, II: 2,17%

+ Chiều dài các tuyến đạt cấp III: 30,4%

+ Chiều dài các tuyến đạt cấp IV: 20,3%

+ Chiều dài các tuyến đạt cấp V : 30,8%

+ Chiều dài các tuyến đạt cấp VI: 16,3%

4- Vận tải đ-ờng bộ:

Khối l-ợng vận chuyển: Trong những năm qua, khối l-ợng hành khách vận chuyển

đ-ờng bộ trong n-ớc chiếm khoảng 80% và khối l-ợng hàng hóa vận chuyển chiếm khoảng 60% so với các loại ph-ơng tiện vận tải khác

Khối l-ợng vận chuyển hành khách

(Bảng 1-3) Đơn vị tính: Triệu HK

Năm Tổng số

Trong đó

1.3.1 Bảo d-ỡng sửa chữa th-ờng xuyên và định kỳ

Ng-ời ta th-ờng chia các nhiệm vụ bảo d-ỡng sửa chữa thành hai loại: Bảo d-ỡng sửa chữa th-ờng xuyên và Bảo d-ỡng sửa chữa định kỳ

Loại thứ nhất bao gồm các nhiệm vụ chăm sóc, giữ gìn đề phòng h- hỏng và sửa chữa các h- hỏng nhỏ nhằm duy trì tình trạng tốt sẵn của con đ-ờng, loại công tác này phải làm một hoặc nhiều lần trong một năm

Loại thứ hai gồm những nhiệm vụ quan trọng hơn phải làm với những khoảng cách thời gian bốn năm, năm năm hay hơn nữa

Tổ chức công tác bảo d-ỡng sửa chữa tùy thuộc một cách rộng rãi vào cách phân loại này:

- Các nhiệm vụ bảo d-ỡng sửa chữa th-ờng xuyên đ-ợc giao cho các tổ sản xuất th-ờng trực, th-ờng là ở gần con đ-ờng phải chăm sóc Phải có những kinh phí đ-ợc ngân sách cấp đều đặn Các công việc phải làm đ-ợc quy định cho từng con đ-ờng tùy theo mức độ quan trọng nhiều hay ít

- Các nhiệm vụ bảo d-ỡng sửa chữa định kỳ ng-ợc lại là những công việc nặng hơn, phải đ-ợc ghi vào ch-ơng trình từ nhiều tháng tr-ớc và th-ờng đ-ợc ghi trong kế hoạch nhà n-ớc Có thể ghép vào loại nhiệm vụ này các công việc khôi phục lại đ-ờng nếu tình trạng chất l-ợng đã suy giảm đến mức đòi hỏi phải làm nh- vậy

1.3.2 Bảo d-ỡng dự phòng và bảo d-ỡng sửa chữa

Cũng còn có một cách phân loại cổ điển nữa:

- Bảo d-ỡng dự phòng là những sự can thiệp dự phòng có mục đích, một mặt tránh sự phá hỏng chất l-ợng kết cấu mặt đ-ờng, để chuẩn bị dự phòng cho mặt đ-ờng phải chịu một c-ờng độ vận chuyển cao hơn có thể dự đoán tr-ớc đ-ợc, mặt khác để duy trì một cách hầu nh- liên tục một trình độ phục vụ êm thuận nhất định

- Bảo d-ỡng sửa chữa là những sự can thiệp sửa chữa có mục đích khắc phục một tình trạng thiếu kém về kết cấu hay về bề mặt, sau khi đã thấy xuất hiện những h- hỏng quan trọng Vá ổ gà là loại công việc điển hình cho công tác bảo d-ỡng sửa chữa

Sự lựa chọn giữa Bảo d-ỡng sửa chữa hay Bảo d-ỡng dự phòng đ-ợc quyết định chủ yếu bằng việc áp dụng một hệ thống tiêu chuẩn về chất l-ợng khai thác

CHƯƠNG 2:

Các hình thức biến dạng, h- hỏng của đ-ờng

và những nguyên nhân gây ra

- 2.1 Những nhân tố gây ra sự suy giảm chất l-ợng đ-ờng ô tô

Ngay từ khi mới đ-ợc đ-a vào sử dụng, con đ-ờng đã bắt đầu quá trình suy giảm chất l-ợng Sự suy giảm này đ-ợc biểu thị bằng những sự biến dạng, h- hỏng rất rõ ràng trên các con đ-ờng có cấp hạng thấp, mặt đ-ờng cấu tạo đơn giản ch-a đ-ợc xử lý bằng nhựa, và kém rõ ràng hơn trên các con đ-ờng có cấp hạng cao hơn đã đ-ợc phủ nhựa Tất cả mọi con đ-ờng đều cần tới sự kiểm tra và những chăm sóc cẩn thận để đảm bảo có

đ-ợc một sự êm thuận hoàn hảo

Trong tr-ờng hợp này hoặc tr-ờng hợp khác các sự biến dạng, h- hỏng của đ-ờng này khác nhau rất nhiều, tuỳ thuộc vào rất nhiều nhân tố có thể gắn hoặc không gắn với c-ờng độ vận chuyển mà con đ-ờng phải chịu đựng

2.1.1 Môi tr-ờng vật chất của đ-ờng ô tô

Đối với đ-ờng ôtô, môi tr-ờng vật chất bao gồm: Khí hậu, chất l-ợng vật liệu xây dựng nền đ-ờng (đất), của vật liệu xây dựng mặt đ-ờng và sự có mặt của cây cối bên

đ-ờng, các nhân tố này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát sinh và phát triển quá trình suy giảm chất l-ợng đ-ờng ô tô

đ-ờng nữa, để từ đó rút ra đ-ợc những thông tin cần cho việc lập các đồ án

Một hiện t-ợng th-ờng gắn trực tiếp với m-a, đặc biệt là những địa ph-ơng có chế

độ m-a khắc nghiệt là sự xói mòn đất, đây đ-ợc coi là hiện t-ợng kinh niên trên đ-ờng ô tô ở các n-ớc vùng nhiệt đới nh- n-ớc ta Hiện t-ợng xói mòn chỉ bắt đầu phát sinh khi tốc độ n-ớc chảy v-ợt quá một trị số tốc độ mà ng-ời ta gọi là tốc độ giới hạn Tốc độ giới hạn này có thể từ 0.30 m/s cho cát có đ-ờng kính 0.1 mm và đạt tới 1.50 m/s hoặc hơn nữa cho sỏi cuội và cả cho đất sét Ơ chỗ đất xốp ng-ời ta th-ờng chấp nhận trị số 0.90 m/s

- Đối với mặt đ-ờng nhựa, sự xói mòn th-ờng rất rõ rệt ở chỗ tiếp giáp giữa mặt

đ-ờng và lề đ-ờng Việc xói mòn lề đ-ờng và các m-ơng rãnh thoát n-ớc là một trong những hiện t-ợng không bình th-ờng phải đề phòng một cách rất thận trọng Hiện t-ợng xói mòn ở các bộ phận ấy rất nhanh và có thể nguy hại cho nền đ-ờng, đã có tr-ờng hợp ng-ời ra thấy một rãnh dọc bị xói sâu từ độ sâu 1.0 m tới độ sâu 6.0 m trong vòng ba

rãnh ở một trị số sao cho trong rãnh tốc độ của n-ớc không v-ợt quá tốc độ giới hạn ở bất

cứ điểm nào bằng cách mở các rãnh tháo n-ớc ngang hoặc đặt cống cấu tạo tại những vị trí cần thiết

- M-a cũng gây ra hiện t-ợng xói lở ta luy đào và đắp, làm sụt lở mái dốc ta luy do n-ớc chảy trên mặt mái ta luy và n-ớc ngấm vào trong mái dốc làm tăng trọng l-ợng của khối tr-ợt và làm giảm sức chống cắt của đất

- M-a thấm xuống nền đất và kết cấu áo đ-ờng làm giảm c-ờng độ của chúng và d-ới tác dụng của tải trọng xe chạy có thể kết cấu áo đ-ờng sẽ bị h- hỏng

ánh nắng mặt trời là một nhân tố thuận lợi cho sự bền vững của mặt đ-ờng Thực

tế, n-ớc đọng trên lớp mặt xe chạy và thấm xuống kết cấu áo đ-ờng làm giảm c-ờng độ

đổi của nhiệt độ trong ngày có thể làm cho mặt đ-ờng co giãn, thể tích thay đổi không

đều làm cho mặt đ-ờng nứt nẻ

- Với mặt đ-ờng có sử dụng nhựa, d-ới tác dụng của nhiệt độ cao, mặt đ-ờng nhựa

có thể trở nên mềm, dẻo, nhất là khi dùng l-ợng nhựa, loại nhựa không hợp lý, trên mặt

đ-ờng phát sinh làn sóng, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đ-ờng D-ới tác dụng của nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, dòn làm mặt đ-ờng nứt gãy

- Với mặt đ-ờng bê tông xi măng sự thay đổi của nhiệt độ gây ra ứng suất nhiệt làm nứt mặt đ-ờng đặc biệt là ở những n-ớc có biên độ nhiệt thay đổi lớn giữa ngày và

đêm Trong quá trình thi công mặt đ-ờng, nếu không có biện pháp bảo d-ỡng tốt sau khi thi công thì bức xạ nhiệt có thể gây ra hiện t-ợng nứt dẻo do mặt đ-ờng bị mất n-ớc quá nhanh

Cuối cùng là gió Gió có thể có tác dụng tốt khi thúc nhanh sự bốc hơi, nh-ng có khi lại gây khó khăn cho thi công Ví dụ: có thể nhiệt độ ngoài trời khá cao, gió vẫn làm nguội các tia nhựa trong lúc rải nhựa làm giảm tính dính bám của nhựa với đá, mặt khác khi đang t-ới nhựa mà mặt đá bị gió thổi làm cho bị phủ một lớp bụi mỏng, lớp bụi mỏng này làm nhựa kém dính bám với đá Gió cũng làm cho mặt đ-ờng bê tông nhựa nhanh bị nguội, nếu không lu lèn kịp thời thì sẽ không đảm bảo độ chặt Với mặt đ-ờng bê tông xi măng, gió làm cho mặt đ-ờng mất n-ớc quá nhanh ngay sau khi đổ bê tông gây ra hiện t-ợng nứt dẻo

2.1.1.2 Chất l-ợng của đất và các loại vật liệu

Chất l-ợng của đất và các loại vật liệu đóng một vai trò quan trọng, một mặt đối với kết cấu áo đ-ờng, mặt khác đối với lớp mặt chịu tác dụng của bánh xe chạy

Loại đất dùng để đắp nền đ-ờng th-ờng đ-ợc chọn là các loại đất có khả năng chịu lực tốt, dễ đầm lèn, trạng thái của đất ít thay đổi khi độ ẩm biến đổi nhiều (đất cát, á cát) Các loại đất bị tr-ơng nở, hoặc co ngót nhiều khi bị thay đổi lớn về độ ẩm sẽ làm các lớp kết cấu mặt đ-ờng bên trên bị phá hủy nhanh chóng (đất hữu cơ, đất sét, đất bazan có độ tr-ơng nở lớn

Với vật liệu dùng làm kết cấu mặt đ-ờng, mỗi loại vật liệu đều có những đặc điểm riêng về nguyên lý hình thành c-ờng độ, về yêu cầu vật liệu, về công nghệ thi công… Do

vậy, để tránh những phá hoại sau này nhất thiết phải tôn trọng những quy định về chế tạo

và thi công của loại vật liệu đó Có thể kể đến một số vấn đề sau:

- Đảm bảo yêu cầu về thành phần hạt (với các loại vật liệu hình thành c-ờng độ theo nguyên lý cấp phối)

- Vật liệu hạt phải đủ c-ờng độ chịu mài mòn

- Bề mặt hạt vậtliệu phải xù xì, có hình khối và không đ-ợc tròn cạnh

- Hàm l-ợng hạt dẹt phải nằm trong phạm vi cho phép

- Vật liệu phải đủ sạch: hàm l-ợng bụi sét không đ-ợc v-ợt quá yêu cầu

- Không nhậy cảm với n-ớc: phải khống chế chỉ số dẻo của vật liệu hạt nhỏ

- Có đủ sức chịu tải để cho phép chịu đ-ợc ứng suất lặp do tải trọng trùng phục của xe cộ gây ra

- Với các loại vật liệu theo nguyên lý cấp phối thì để tránh phân tầng khi thi công, kích cỡ các hạt lớn nhất đ-ợc giới hạn d-ới 40 mm cho vật liệu làm lớp móng trên và 60

mm cho vật liệu làm lớp móng d-ới

2.1.2 Chất l-ợng kỹ thuật của đồ án thiết kế và của thi công

Chất l-ợng kỹ thuật xấu của một đồ án thiết kế đ-ờng có thể gây ảnh h-ởng xấu, làm cho mặt đ-ờng chóng suy giảm chất l-ợng

đất sét hoặc có hàm l-ợng sét cao

- Do khảo sát địa chất không đúng nên thiết kế độ dốc mái ta luy không phù hợp

Về ph-ơng diện thi công và chế tạo vật liệu, những sai sót chính có thể dẫn đến rút ngắn tuổi thọ của con đ-ờng là:

- Thiếu công đầm lèn

- Khi thi công đá bị phân tầng (đá nhỏ và đá to bị phân tách)

- Cân đong thiếu nhựa hoặc thiếu cốt liệu, không đúng quy định hoặc thất th-ờng;

- Nhiệt độ thi công nhựa đ-ờng quá thấp

- Màng nhựa ch-a bao kín các hạt đá

- Đá bị bẩn hoặc ẩm khi t-ới nhựa

- Đá bị tròn cạnh (vật liệu theo nguyên lý Macadam)

- Thi công không đúng độ dốc mái ta luy

Những quy định thi công chặt chẽ và sự tuân thủ chúng khi thi công là những điều kiện quan trọng cho sự bền vững của con đ-ờng sau này và sẽ làm đơn giản bớt đ-ợc công việc bảo d-ỡng sửa chữa đ-ờng

2.1.3 ảnh h-ởng của l-u l-ợng và tải trọng xe

Sự hoạt động qua lại nhiều lần của các trục xe, áo đ-ờng bị bào mòn trên mặt và mỏi trong kết cấu

2.1.3.1 Hiện t-ợng mài mòn

Sự mài mòn lớp mặt xảy ra chủ yếu là do lực tiếp tuyến gây ra bởi bánh xe Lực tiếp tuyến làm bong bật các hạt đá mặt đ-ờng không rải nhựa, đối với mặt đ-ờng láng nhựa và bê tông nhựa thì nó làm nhẵn mặt các viên đá

Sự mài mòn tuỳ thuộc vào c-ờng độ vận chuyển, thành phần dòng xe (số l-ợng xe, loại xe nhẹ hay xe nặng) và vào tốc độ của xe

2.1.3.2 Hiện t-ợng mỏi

Hiện t-ợng mỏi xuất hiện phổ biến trên các đ-ờng nhựa, do sự không liên tục trong cấp phối của vật liệu và sự diễn biến khác nhau giữa một bên là móng đ-ờng và nền

đ-ờng với một bên là lớp trên mặt đ-ờng

Sự mỏi của mặt đ-ờng có nguyên nhân từ các lực thẳng đứng do truyền tải và các lực kéo nén tác dụng lên kết cấu mặt đ-ờng, trong bề dày áo đ-ờng sự ma sát lặp đi lặp lại giữa các hạt đá dẫn đến tác dụng làm vụn dần mặt đá, sản sinh ra các hạt bụi nhỏ và làm tăng tính dẻo của phối liệu Có thể thấy sự phát sinh trên đ-ờng những vết nứt dọc và nứt ngang khi mặt đ-ờng phải làm việc qúa giai đoạn đàn hồi của nó

Nhiều thử nghiệm đã đ-ợc làm trên các mặt đ-ờng nhựa, đặc biệt là thử nghiệm AASHTO đã cho thấy rất rõ là các hiện t-ợng mỏi này tuỳ thuộc không những vào số lần lặp đi lặp lại của tải trọng bánh xe, mà còn phụ thuộc rất nhiều vào trọng l-ợng của trục

xe

Số lần lặp của tải trọng trên các mặt đ-ờng nhựa (khối l-ợng vận chuyển và hình thái các trục xe) tác động đến tuổi thọ của mặt đ-ờng không phải theo qui luật đ-ờng thẳng, mà theo một hàm số có dạng hàm số lôgarit và cứ nh- thế mà các tác động trực tiếp của hiện t-ợng mỏi đ-ợc thể hiện từ từ, càng trải qua nhiều thời gian (kể từ khi bắt

đầu đ-a đ-ờng vào khai thác) tác động tích luỹ lại càng nhiều hơn

ở giai đoạn dài khởi đầu, có thể dài hơn một nửa tuổi thọ có ích của con đ-ờng

(thậm chí có thể 2/3) không thấy xuất hiện những h- hỏng có thể trông thấy đ-ợc bằng mắt th-ờng nếu có một sự chăm sóc tối thiểu cho lớp mặt Nh-ng sau giai đoạn này sẽ thấy xuất hiện giai đoạn phá hỏng càng ngày càng nhanh, nó đ-ợc thể hiện bằng những vết nứt và những vết lún của bánh xe và dẫn đến mặt đ-ờng mất bằng phẳng và dần bị bong bật

2.1.3.3 Tác động của tải trọng xe tới độ bền của kết cấu nền – mặt đ-ờng:

Về mặt nguyên lý, tổ hợp gồm: tải trọng trục + bánh xe + mặt đ-ờng giữ vai trò quyết định đến độ bền và tuổi thọ của kết cấu mặt đ-ờng, trong đó, toàn bộ tải trọng chất trên xe đ-ợc phân bố qua các trục để thông qua bánh xe truyền trực tiếp tải trọng xuống mặt đ-ờng Tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đ-ờng, căn cứ vào tải trọng, độ cứng của bánh xe và độ cứng của mặt đ-ờng mà diện tích truyền áp lực xuống có thể lớn hay

nhỏ, ảnh h-ởng trực tiếp đến sự chịu tải của các lớp kết cấu mặt đ-ờng và của nền

đ-ờng

Hình 2-1: Sơ đồ mô tả trạng thái ứng suất của nền – mặt đ-ờng

d-ới tác dụng của tải trọng bánh xe

Xét về yếu tố tải trọng trục và bánh xe, nếu để cho các ph-ơng tiện có mức độ trọng tải không hợp lý sẽ gây h- hỏng cho kết cấu mặt đ-ờng và các công trình cầu cống trên

đ-ờng Theo tài liệu nghiên cứu của Hội những ng-ời làm đ-ờng ôtô và vận tải ở Mỹ (AASHTO), các loại xe tải thông dụng hiện đang l-u thông trên đ-ờng có 4 kiểu trục xe cơ bản nh- sau:

Hệ số chuyển đổi tải trọng của một số loại xe thông dụng theo AASHTO (Bảng 2-1)

Loại trục xe Tải trọng trục xe Hệ số quy đổi tải trọng

KCMĐ

Nền đất

1- Mặt đ-ờng có độ cứng nhỏ 2- Mặt đ-ờng có độ cứng lớn

3-

Qua kết quả tính nêu trong bảng 2-1, chúng ta thấy: nếu so sánh cùng kiểu trục

đơn giữa 2 cấp tải trọng nh- trên thì nguy cơ gây h- hỏng mặt đ-ờng do xe v-ợt tải có tải trọng trục đơn 30 000 lbs (133,4kN) gây ra sẽ gấp 7,9 lần so với tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 18 000 lbs (80kN)

Từ kết quả tính toán nêu trong bảng, AASHTO đã đ-a ra một số thông báo nh- sau:

 Để đạt đ-ợc mức độ ảnh h-ởng tới mặt đ-ờng t-ơng đ-ơng nh- do xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 80kN gây ra, thì với loại xe tải nhẹ có tải trọng trục đơn 44,5kN phải tác động gấp 12 lần so với xe tiêu chuẩn

 T-ơng tự, để đạt đ-ợc mức độ ảnh h-ởng nh- nhau tới mặt đ-ờng do xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 80kN gây ra trong một số l-ợt chạy nhất định, thì với xe tải nặng hơn có tải trọng trục đơn 97,8kN chỉ đ-ợc phép chạy bằng một nửa số l-ợt đó

 Nguy cơ gây h- hỏng mặt đ-ờng của xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 80kN gấp

3000 lần so với xe con có tải trọng trục đơn 8,9kN

 Cùng chịu một tải trọng nh- nhau là 133kN nh-ng nguy cơ gây h- hỏng mặt

đ-ờng của xe tải nặng trục đơn sẽ lớn gấp khoảng 11 lần so với xe trục kép

2.1.3.4 Diễn biến của các hiện t-ợng suy giảm chất l-ợng

Tình trạng của mặt đ-ờng ở một thời điểm nhất định là nhân tố quyết định những công việc bảo d-ỡng sửa chữa phải đ-ợc làm Nh- vậy, rất quan trọng là phải biết đánh giá đúng tình trạng của đ-ờng, hoặc mắt nhìn thấy, hoặc ở trong kết cấu, tr-ớc khi lập kế hoạch bảo d-ỡng sửa chữa

Đến cuối giai đoạn diễn biến bình th-ờng của nó, mặt đ-ờng nhựa b-ớc sang một giai đoạn có thể phát triển những biến dạng dẻo quan trọng Mặt đ-ờng mất dần tính không thấm n-ớc, và những hiện t-ợng phá hoại thứ cấp sẽ nhanh chóng xuất hiện và dẫn tới sự h- hỏng hoàn toàn

Trên những mặt đ-ờng cấp thấp không đ-ợc trải nhựa,th-ờng có c-ờng độ vận chuyển thấp hơn, những tác động làm mòn mặt đ-ờng vì vật liệu mất đi do bong bật sẽ càng rõ rệt nếu sự liên kết của lớp mặt xe chạy càng kém Điểm cuối của quá trình diễn biến bình th-ờng đối với loại mặt đ-ờng này là sự biến mất hoàn toàn lớp mặt xe chạy

Diễn biến của các quá trình suy giảm chất l-ợng là không có giới hạn và không nên quan niệm rằng chúng có thể dần dần tiến đến ổn định theo thời gian

2.2 các h- hỏng th-ờng gặp trên đ-ờng và nguyên nhân gây ra

2.2.1 - Đối với mặt đ-ờng nhựa:

2.2.1.1 Hiện t-ợng cóc gặm

Định nghĩa: Hiện t-ợng cóc gặm là hiện t-ợng kết cấu mặt đ-ờng bị h- hỏng dọc theo

mép đ-ờng, phần tiếp giáp với lề đất Hiện t-ợng này còn có tên gọi là vỡ mép đ-ờng

Ph-ơng pháp đo: Chỉ đo chiều dài các vết cóc gặm có bề rộng > 150mm tính từ mép

đ-ờng cũ Đơn vị đo: m

Các nguyên nhân chính:

- Lề đ-ờng bị xói mòn, đặc biệt là khi lề thấp hơn mặt đ-ờng tạo thành nấc

- Lề đất đầm không đủ độ chặt

- Đ-ờng quá hẹp do vậy ph-ơng tiện giao thông th-ờng phải đi lấn ra mép đ-ờng

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Mức độ h- hỏng sẽ tăng nhanh vào mùa m-a

- Đ-ờng hẹp sẽ gây nguy hiểm

Hình 2-2: Sơ đồ định nghĩa h- hỏng "Cóc gặm"

2.2.1.2 Hiện t-ợng nứt lớn

Định nghĩa: Hiện t-ợng nứt lớn là hiện t-ợng mặt đ-ờng xuất hiện các vết nứt có bề rộng

> 5 mm Các vết nứt lớn có thể xuất hiện d-ới các dạng nứt dọc, nứt ngang, nứt hình Parabol, nứt chéo hoặc nứt ngoằn ngoèo Các vết nứt này có thể xuất hiện đơn lẻ hoặc song song với nhau

Hình 2-4: H- hỏng nứt lớn

Hình 2-5: Vết nứt dọc và vết nứt ngang

Hình 2-6: Vết nứt chéo và vết nứt ngang

Ph-ơng pháp đo: Các vết nứt lớn (rộng > 5 mm) đ-ợc đo bằng th-ớc đo độ rộng vết nứt

hoặc bất cứ dụng cụ nào phù hợp có vạch chia 5 mm Chiều dài của mỗi vết nứt lớn cần

đ-ợc cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn h- hỏng và đ-ợc ghi vào mẫu biểu Đơn vị

đo: m

L-u ý: Tổng chiều dài của các vết nứt lớn có thể v-ợt quá chiều dài của một phân đoạn

nếu có một số l-ợng lớn các vết nứt chạy song song dọc theo phân đoạn đó

+ Nứt lan truyền từ d-ới lên trên

- Nứt parabol: xuất hiện chủ yếu ở những chỗ có lực ngang nh- lực hãm, lực li tâm lớn (nút giao thông, cuối đoạn dốc lớn, đ-ờng cong bán kính nhỏ…) mà lớp mặt lại kém dính kết với lớp móng

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Giảm cục bộ hoặc toàn bộ chất l-ợng kết cấu mặt đ-ờng

- Làm cho n-ớc mặt ngấm xuống kết cấu mặt đ-ờng hoặc nền đất làm giảm c-ờng

độ của chúng

- Nếu không sửa chữa kịp thời có thể sẽ phát triển thành nứt l-ới

2.2.1.3 Hiện t-ợng nứt l-ới

Định nghĩa: Hiện t-ợng nứt l-ới là hiện t-ợng một loạt các vết nứt đan xen nhau trên lớp

mặt, đôi khi dạng nứt này tạo ra các hình đa giác lớn với các góc nhọn Hiện t-ợng nứt l-ới có thể xuất hiện d-ới dạng nứt da cá sấu, nứt nối tiếp hoặc liên kết, nứt hình chữ nhật

Hình 2-7: Các dạng nứt l-ới

Hình 2-8: Nứt da cá sấu (rạn men sứ)

Ph-ơng pháp đo: Đo diện tích hình chữ nhật bao quanh khu vực bị nứt l-ới Diện tích của

mỗi khu vực nứt l-ới đ-ợc cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn h- hỏng và đ-ợc ghi vào mẫu thích hợp (kết quả lấy tròn số) Đơn vị đo: m2

L-u ý: Tổng diện tích của khu vực nứt l-ới không thể v-ợt quá diện tích mặt đ-ờng của

phân đoạn đó

Các nguyên nhân chính:

- Các vết nứt lớn và các vệt lún không đ-ợc sửa chữa kịp thời

- Chiều dày mặt đ-ờng hoặc c-ờng độ mặt đ-ờng thiếu

Nứt liên kết Nứt da cá sấu

- L-u l-ợng xe lớn với nhiều xe nặng

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Làm cho n-ớc mặt ngấm xuống kết cấu mặt đ-ờng hoặc nền đất làm giảm c-ờng

độ của chúng

- Mất lớp mặt và sau đó ổ gà có thể phát triển tạo ra các điểm lún cục bộ và dẫn

đến giảm chất l-ợng kết cấu mặt đ-ờng

2.2.1.4 Hiện t-ợng bong bật bề mặt

Định nghĩa: Hiện t-ợng bong bật bề mặt là hiện t-ợng lớp đá nhỏ và chất kết dính trên bề

mặt bị bong ra khỏi mặt đ-ờng Thông th-ờng xuất hiện trên mặt đ-ờng láng nhựa hoặc thấm nhập nhựa

Hình 2-9: Bong tróc

Hình 2-9: Hình thái bong bật bề mặt

Ph-ơng pháp đo: Đo diện tích hình chữ nhật bao quanh khu vực bị bong bật bề mặt Diện

tích của mỗi khu vực bong bật đ-ợc cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn h- hỏng và

đ-ợc ghi vào mẫu thích hợp (kết quả lấy tròn số) Đơn vị đo: m2

L-u ý: Tổng diện tích của khu vực bong bật không thể v-ợt quá diện tích mặt đ-ờng của

- Đá nhỏ ch-a đ-ợc lèn sâu xuống mặt đ-ờng

- Trình độ tay nghề kém (t-ới nhựa không đều hoặc ra đá không đều)

- Chất kết dính không đủ

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Bong dần lớp mặt làm n-ớc có thể thấm xuống d-ới kết cấu nền mặt đ-ờng

- ảnh h-ởng tới độ êm thuận của mặt đ-ờng khi xe chạy

- Làm mất khả năng chịu lực của mặt đ-ờng

2.2.1.5 Hiện t-ợng ổ gà

Định nghĩa: Hiện t-ợng ổ gà là hiện t-ợng trên mặt đ-ờng xuất hiện những vết lõm hình

chiếc bát có cạnh sắc và mép thẳng đứng do vật liệu tầng mặt bị mất ổ gà có thể chia làm hai loại:

- ổ gà nông: có chiều sâu h <50mm Mất nhiều đá nhỏ ở lớp mặt

- ổ gà sâu: có chiều sâu h  50mm Mất nhiều đá nhỏ ở các lớp mặt nên có thể lộ lớp móng trên và móng d-ới

Th-ớc thẳng 2m

L-u ý: Tổng diện tích của các ổ gà nông cần sửa chữa không thể v-ợt quá diện tích mặt

đ-ờng của phân đoạn đó đồng thời để đảm bảo thi công đ-ợc thì diện tích mỗi ổ gà cần sửa chữa không đ-ợc nhỏ hơn 1m2

Các nguyên nhân chính:

- Chất l-ợng vật liệu mặt đ-ờng kém

- Mất vật liệu hạt do giao thông gây ra

- Nứt l-ới hoặc các điểm lún không đ-ợc sửa chữa kịp thời

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Gây đọng n-ớc ở trên mặt đ-ờng, tạo điều kiện để n-ớc thấm xuống kết cấu nền mặt đ-ờng

- Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu xuống lớp d-ới đồng thời

d-ới tác dụng của tải trọng xe chạy và các yếu tố tự nhiên sẽ tạo điều kiện để hình thành các ổ lún và hiện t-ợng cao su nền đ-ờng

- Làm giảm độ bằng phẳng êm thuận của mặt đ-ờng, gây mất an toàn xe chạy.2.2.1.6 Hiện t-ợng lún vệt bánh

Định nghĩa: Lún vệt bánh là hiện t-ợng mặt đ-ờng bị các vết lún dài trên mặt đ-ờng dọc

theo vệt bánh xe

Hình 2-11: Trạng thái lún vệt bánh trên mặt đ-ờng nhựa

Hình 2-12: Sơ đồ biểu diễn h- hỏng lún vệt bánh

Ph-ơng pháp đo:

- Đo độ sâu vệt lún: Độ sâu của vệt lún đ-ợc đo bằng cách dùng một dụng cụ đo thích hợp (nêm, th-ớc dây, th-ớc thẳng) d-ới một chiếc th-ớc thẳng 2 m đ-ợc đặt ngang

vệt lún

- Đo diện tích vệt lún: Chỉ đo diện tích các vết lún có chiều dài lớn hơn 20 m với

độ sâu “đại diện” khoảng 25 mm Kết quả đo diện tích của lún vệt bánh cần được làm tròn số Đơn vị đo: m2

Các nguyên nhân chính:

- C-ờng độ mặt đ-ờng không thích hợp với l-u l-ợng giao thông chạy trên đ-ờng

- Tính không ổn định của lớp mặt nhựa

- Tải trọng trùng phục của xe cộ

- Nhiệt độ trên mặt đ-ờng quá cao

- Thiếu công đầm nén kết cấu mặt đ-ờng và nền đất

Hậu quả (Nếu không sửa chữa): Làm giảm khả năng thoát n-ớc ngang của mặt đ-ờng,

gây đọng n-ớc trên mặt đ-ờng, tạo điều kiện cho n-ớc thấm xuống mặt đ-ờng và sẽ làm tăng nhanh độ lún vệt bánh xe, dẫn đến tình trạng nứt nghiêm trọng mặt đ-ờng và sau đó

là vỡ mặt đ-ờng

2.2.1.7 Hiện t-ợng lún mặt đ-ờng

Định nghĩa: Lún mặt đ-ờng là hiện t-ợng mặt đ-ờng bị lún cục bộ, lẻ tẻ với kích th-ớc

hạn chế, th-ờng là dọc theo các vệt bánh xe Lún mặt đ-ờng có thể chia ra hai loại:

- Lún nông hay lún lõm: Khi chiều sâu lún từ 30mm đến 120mm

- Lún sâu: Khi chiều sâu vệt lún  120mm

Hình 2-13: H- hỏng lún

Ph-ơng pháp đo:

- Đo độ sâu lún: Độ sâu của lún đ-ợc đo bằng cách dùng một dụng cụ đo thích hợp (nêm, th-ớc dây, th-ớc thẳng) d-ới một chiếc th-ớc thẳng 2 m đ-ợc đặt theo chiều ngang mặt đ-ờng tại vị trí lún

Th-ớc thẳng 2m

- Đo diện tích lún: Đo diện tích hình chữ nhật bao quanh vệt lún Kết quả đo diện

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Làm đọng n-ớc trên mặt đ-ờng và sẽ gây ra tình trạng mặt đ-ờng bị nứt nếu nh- n-ớc thấm xuống d-ới mặt đ-ờng

- Làm giảm mức độ êm thuận của mặt đ-ờng, tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi mật độ lún lõm mặt quá nhiều

2.2.1.8 Hiện t-ợng cao su mặt đ-ờng

Định nghĩa: Cao su mặt đ-ờng là hiện t-ợng một diện tích mặt đ-ờng bị biến dạng lớn và

rạn nứt d-ới tác dụng của bánh xe Khi có tải trọng xe thì lún võng xuống, khi xe đi qua lại đàn hồi trở lại gần nh- cũ Kết cấu mặt đ-ờng dần dần sẽ bị phá vỡ một phần hay hoàn toàn, đôi khi bùn đất và mặt nhựa bị trồi lên

Ph-ơng pháp đo: Quan sát bằng mắt khi xe tải nặng chạy qua để xác định vị trí bị cao su

nền Dùng th-ớc đo diện tích cao su nền Kết quả đo diện tích của mỗi vị trí cao su nền cần đ-ợc làm tròn số Xác định cụ thể theo từng vị trí Đơn vị đo m 2

Các nguyên nhân chính:

- Đất nền đ-ờng yếu do tr-ớc đây đầm lèn không đạt độ chặt yêu cầu, khi khai thác nền đ-ờng sẽ bị biến dạng lớn

- N-ớc ngầm hoạt động cao

- Kết cấu áo đ-ờng mỏng không đủ khả năng chịu lực d-ới tác dụng của tải trọng

xe (nhất là xe nặng), qua quá trình trùng phục dẫn đến kết cấu bị phá hoại

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Mức độ cao su sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa m-a và sẽ gây ra tình trạng mặt

đ-ờng bị nứt nếu nh- n-ớc thấm xuống mặt đ-ờng, gây mất an toàn giao thông

2.2.1.9 Hiện t-ợng hao mòn mặt đ-ờng

Định nghĩa: Hao mòn mặt đ-ờng là hiện t-ợng vật liệu trên mặt đ-ờng bị mài mòn dần

d-ới tác dụng của tải trọng xe (lực ngang)

Các nguyên nhân chính:

- Do l-u l-ợng xe trên đ-ờng lớn

- Do vật liệu làm lớp mặt có c-ờng độ không đảm bảo, nhất là cốt liệu đá có c-ờng

độ chịu mài mòn thấp (chỉ số LA thấp)

Hậu quả (Nếu không sửa chữa):

- Làm giảm chiều dày kết cấu mặt đ-ờng, làm h- hỏng lớp hao mòn và bảo vệ, có thể làm cho kết cấu mặt đ-ờng không đảm bảo khả năng chống thấm

- Làm giảm độ nhám của mặt đ-ờng, giảm sức bám của bánh xe với mặt đ-ờng gây mất an toàn giao thông

2.2.1.10 Miếng vá mặt đ-ờng

Định nghĩa: Miếng vá xuất hiện trên mặt đ-ờng do quá trình sửa chữa nhỏ, cục bộ lớp

mặt để phục hồi h- hỏng nh- ổ gà, cao su, nứt l-ới, lún vệt bánh, cóc gặm, bong tróc hoặc xử lý đọng n-ớc ở mặt đ-ờng.v.v nó phản ánh điều kiện tr-ớc đây của đ-ờng và bản thân nó cũng bị h- hỏng Trong đánh giá trạng thái h- hỏng của mặt đ-ờng, miếng vá cũng đ-ợc tính đến

Hình 2-14: H- hỏng dạng miếng vá

Ph-ơng pháp đo: Đo diện tích miếng vá bằng cách đo các cạnh của miếng vá Kết quả đo

diện tích miếng vá cần đ-ợc làm tròn số và đ-ợc cộng dồn trong phạm vi một phân đoạn

đ-ờng Đơn vị đo: m 2

L-u ý: Miếng vá có thể có diện tích lớn nh-ng không đ-ợc v-ợt quá diện tích mặt đ-ờng

và không đ-ợc có bất cứ h- hỏng lớn nào trên đó Tuy nhiên, nếu phát hiện thấy có h- hỏng nào trong phạm vi miếng vá cần phải ghi lại cụ thể loại h- hỏng đó vào mẫu t-ơng ứng, ví dụ nh- cóc gặm, nứt lớn, nứt l-ới, bong tróc, ổ gà, lún hoặc cao su Cần kiểm tra

độ lún trong khu vực miếng vá để xác định độ nông sâu và ghi lại đúng dạng h- hỏng

2.2.2 - Đối với mặt đ-ờng bê tông xi măng

2.2.2.1 Vết nứt

Các vết nứt th-ờng đ-ợc phân loại theo h-ớng phát triển và chiều rộng vết nứt, bao gồm 5 loại sau: vết nứt ngang, vết nứt dọc, vết nứt chéo, vết nứt dẻo, vết nứt hỗn hợp Chiều rộng vết nứt đ-ợc đo trên bề mặt tấm bản, gồm có vết nứt hẹp nhỏ hơn 0,5mm, vết nứt trung bình từ 0,5  1,5mm và vết nứt rộng hơn 1,5mm

Các nguyên nhân chính:

*Vết nứt ngang:

Vết nứt ngang có thể do các nguyên nhân sau:

Chiều dài miếng vá

- Chiều dài phần không có cốt gia c-ờng quá lớn

- Thiếu bố trí vật liệu cốt gia c-ờng

- Mối nối không dịch chuyển tự do đ-ợc

- Cắt mối nối quá muộn

- Mức độ cản trở cao tại mặt tiếp giáp tấm bản và đáy móng

- ăn mòn cốt thép do n-ớc muối xâm nhập và các mối nối trung bình đến rộng ch-a đ-ợc lấp kín

- Tải trọng không đ-ợc phân bố tại các mối nối

- Vị trí khe nứt đáy không chính xác: đối với công trình mặt đ-ờng th-ờng đ-ợc tạo bởi hai hay nhiều tấm theo chiều rộng, phân chia bởi các mối nối dọc giống nh- khe

co ngót, trong đó sự khác nhau chủ yếu là mối nối dọc có các thanh liên kết khác với các thanh truyền lực Vị trí khe tạo nứt đáy đặt không đúng chỗ sẽ gây ra nứt uốn khúc ở lân cận mối nối dọc

Hình 2-16: Mối liên kết dọc

- Móng đ-ờng không bằng phẳng theo chiều dọc do điều kiện thoát n-ớc không tốt gây nên sự biến đổi quá lớn độ ẩm của lớp nền đất phía d-ới

- Không có các mối nối dãn nỡ và co ngót thì do các cốt liệu nhỏ mất liên kết gây

ra tích lũy ứng suất nén mà gây ra ứng suất kéo và vết nứt dọc xuất hiện

* Vết nứt chéo:

Vết nứt chéo ít khi xuất hiện và nguyên nhân chủ yếu của nó là do chất l-ợng của lớp móng không đồng đều, tại một vị trí nào đó đ-ợc xây dựng bằng vật liệu tốt hơn xung quanh

*Vết nứt dẻo:

Hiện t-ợng nứt dẻo hoàn toàn khác với các vết nứt nêu trên, nó có thể xuất hiện rất sớm ngay sau khi đầm nén bêtông, đôi khi d-ới 1 giờ, vết nứt dẻo th-ờng xuất hiện thành từng nhóm ngắn gần nh- song song với nhau và chếch với cạnh tấm

Nguyên nhân chính là do sự mất mát nhanh chóng độ ẩm trên bề mặt tấm bản và phần lớn xuất hiện trong những ngày nắng kết hợp với gió hanh khô Việc bảo d-ỡng tốt bêtông sau khi đầm nén sẽ khắc phục đ-ợc hiện t-ợng này

* Vết nứt hỗn hợp:

Đây là dạng vết nứt khác với 4 loại trên, nó có thể xuất hiện ở các vị trí cá biệt, phổ biến là xung quanh các tấm đan đậy các hố ga trên mặt đ-ờng Nguyên nhân là do cấu tạo đơn giản hoặc do tấm bản chịu ứng suất cục bộ

2.2.2.2 Miếng vỡ góc cạnh

Các cạnh nhọn của mối nối có thể bị vỡ do nhiều nguyên nhân khác nhau và ảnh h-ởng theo các chiều sâu khác nhau

* Vỡ nông:

Các khe co ngót thi công -ớt tạo khe, nếu đặt bằng các thanh gỗ ch-a qua xử lý thì

nó sẽ hút n-ớc từ bêtông và gây ra ứng suất ở lân cận khe, để khắc phục nên sử dụng các thanh bằng vật liệu dẻo để tạo chiều rộng khe Mặt khác, nếu tạo khe lại để thanh chèn bị nghiêng theo ph-ơng thẳng đứng từ 100 trở lên cũng gây nên h- hỏng loại này

2.2.2.3 Tấm bản bị lún và chuyển vị

Đối với các tấm bản không có thanh truyền lực xây dựng trên lớp móng vô hạn có thể sinh ra các “bậc” tại mối nối, nguyên nhân chính là do chuyển vị của lớp móng d-ới, khi ôtô chạy qua mối nối phần tấm ở phía tiếp cận sẽ bị võng xuống và khi bánh xe rời khỏi vị trí đó thì nó nhanh chóng vồng về phía trên tạo ra một vùng áp lực thấp giữa tấm bản và lớp móng d-ới khiến cho vật liệu nằm d-ới tấm bản chuyển đến vị trí khác của mối nối Sau nhiều lần xe qua lại, một khối l-ợng đáng kể vật liệu chuyển vị ngang qua mối nối làm “tạo bậc”

2.3 h- hỏng các bộ phận chung cho mọi loại đ-ờng

Trong phần này ta sẽ phân tích các loại h- hỏng sau:

- H- hỏng các bộ phận phụ của đ-ờng;

- H- hỏng các thiết bị và cọc tiêu biển báo;

- H- hỏng các công trình tiêu n-ớc và thoát n-ớc;

2.3.1 H- hỏng các bộ phận phụ của đ-ờng

Bao gồm các loại sau:

- Cây cối lấn đ-ờng

- Cát lấn

- Ta luy đ-ờng đắp bị xói mòn

- Ta luy nền đ-ờng bị sụt lở

- Những tác nhân phá hoại khác và những trở ngại giao thông

2.3.1.1 Cây cối lấn đ-ờng

Hiện t-ợng cây cối lấn đ-ờng là một hiện t-ợng tự nhiên, nó làm giảm rất nhiều tầm nhìn và vì thế mà làm giảm an toàn, nhất là trong các đoạn đ-ờng cong Cũng vì thế

mà, do hiệu ứng hai bên thành, ng-ời lái xe bị ép đ-a xe vào phía trục đ-ờng, gây nên hiện t-ợng mòn kiểu chữ W

Khi đ-ờng đi qua rừng, cây mọc lấn đ-ờng cả ở trong và ngoài rãnh thoát n-ớc làm giảm ánh sáng mặt trời và khó bốc hơi n-ớc, gây nhiều khó khăn cho giao thông sau khi trời m-a

Khi đ-ờng có trồng cây ở hai bên đ-ờng, cần phải theo dõi chặt chẽ sự sinh sôi nảy nở của chúng, không để cỏ dại lấn vào hàng cây làm cho mục tiêu trồng cây bị mất đi (mỹ quan, an toàn, chắn nắng, chắn gió, ) Việc cây cối phát triển hỗn độn dọc tuyến

đ-ờng cần đ-ợc theo dõi vì những lý do kỹ thuật (gây ch-ớng ngại, làm giảm kích th-ớc thông xe) và an toàn (tầm nhìn, cành rơi)

2.3.1.2 Cát lấn

Đây là hiện t-ợng gió thổi đ-a cát đến lấn đ-ờng, một hiện t-ợng đặc thù của các

đ-ờng ở vùng duyên hải Cát cũng có thể do m-a lớn xói ùn xuống những đoạn đ-ờng thấp

Cát có thể ngập cả mặt đ-ờng gây mất an toàn giao thông, lấp m-ơng rãnh thoát n-ớc gây mất an toàn cho đ-ờng

2.3.1.3 Ta luy đ-ờng đắp bị xói mòn

Hiện t-ợng này là hậu quả của việc n-ớc m-a từ trên nền đ-ờng chảy trút xuống mặt ta luy, đặc biệt là hay xuất hiện ở các chỗ tiếp giáp với các t-ờng cánh hoặc t-ờng

ôm phía sau các mố cầu

Nguyên nhân của hiện t-ợng này có thể do tiêu n-ớc không tốt (không có những rãnh tiêu n-ớc từ trên ta luy xuống)

Hình 2-19: Ta luy đ-ờng đắp bị xói mòn 2.3.1.4 Ta luy nền đ-ờng bị sụt lở

Sụt lở có thể gây ra bởi:

- Độ dốc ta luy đ-ờng đào hoặc đ-ờng đắp không phù hợp với loại đất đá ở nền

đào hoặc loại đất đắp

- Tiêu n-ớc không tốt ở các triền đất bên trên

- Có những lớp n-ớc treo hoặc xen trong các lớp đất

Hình 2-20: Ta luy đ-ờng đào bị sạt lở

2.3.1.5 Những tác nhân phá hoại khác và những trở ngại giao thông

ở các vùng đất rừng, cây bị đổ vì gió là trở ngại - thậm chí nguy hiểm nghiêm trọng cho giao thông Rễ cây phát triển trong thân đ-ờng có thể là một tác nhân phá hoại không đề phòng nổi

Các tác nhân gây rối có thể là các loài vật: một đàn vịt hàng nghìn con v-ợt ngang qua đ-ờng dày xéo lên lề đ-ờng và ta luy, mối làm tổ trong lề đ-ờng hoặc các rãnh thoát n-ớc, cày cáo và cua càng đào hốc ở, làm hỏng đ-ờng

ở các vùng quê có thể thấy tác động của con ng-ời: đào đất làm gạch ở lề đ-ờng

và ta luy đ-ờng, lấp rãnh thoát n-ớc để tiện lối đi, hoặc đắp m-ơng tát n-ớc ngang qua mặt đ-ờng

2.3.2 H- hỏng các thiết bị của đ-ờng

Các cọc tiêu, biển báo hiệu và các thiết bị phòng hộ là những bộ phận của đ-ờng phục vụ có mục đích đảm bảo an toàn giao thông Chúng có thể bị h- hỏng vì các tai nạn,

bị kẻ xấu phá hoại, bị mòn vì sử dụng quá lâu hoặc vì tác động của l-ợng vận chuyển

Có thể phân chia ra các h- hỏng sau:

- Các tín hiệu dọc (cọc tiêu, biển báo hiệu);

- Các thiết bị phòng hộ;

2.3.2.1 H- hỏng các tín hiệu dọc (cọc tiêu, biển báo hiệu)

Những h- hỏng của cọc tiêu, biển báo hiệu là dễ sửa chữa khi chúng bị h- hại vì tai nạn hay kẻ xấu phá Rất cần thiết phải sửa chữa ngay khi những h- hỏng này gây cản trở tác dụng bình th-ờng của chúng

Hình 2-21: Cọc tiêu, biển báo bị mờ, bẩn do tác động của xe chạy

2.3.2.2 H- hỏng các thiết bị phòng hộ

Các thiết bị phòng hộ gồm có các t-ờng chắn hoặc hàng rào, các gờ tr-ợt trên các

đ-ờng đắp cao, các khung bảo hộ để giới hạn chiều cao của xe chui qua các gầm cầu, hoặc các cọc chắn ngang đối với các cầu có khẩu độ hẹp,.v.v Các thiết bị này có thể bị h- hại vì các tai nạn giao thông và mức độ h- hại tuỳ thuộc vào cấu trúc, độ chắc chắn của thiết bị

Hình 2-22: H- hỏng thiết bị gờ tr-ợt kim loại

2.3.3.1 Xói lùi dần các rãnh tiêu n-ớc

Đây là một bài toán luôn luôn đ-ợc các nhà xây dựng đ-ờng quan tâm Hiện t-ợng xói này có nguyên nhân từ rãnh quá dài, và (hoặc) tiết diện rãnh không đủ Để khắc phục, cần rút ngắn cự ly giữa các cống tiêu n-ớc hoặc gia cố chống xói cho rãnh

Hình 2-23: Hiện t-ợng xói lùi dần rãnh thoát n-ớc

Hình 2-24: Một hình thức gia cố chống xói cho rãnh

2.3.3.2 Lắng đọng đất cát trong rãnh thoát n-ớc

Hiện t-ợng lắng đọng đất cát trong rãnh là biểu hiện của độ dốc dọc không đủ của các rãnh, hoặc rãnh bị tắc ở hạ l-u

2.3.3.3 H- hỏng các công trình thoát n-ớc

Các công trình thoát n-ớc bao gồm cống tròn hoặc cống xây có nắp, th-ờng hay bị:

- Cát lấp vì việc đặt chúng tạo nên một điểm bất th-ờng trên dòng chảy của n-ớc

- Xói sâu vì thiếu bảo hộ chống xói hoặc khi công trình chịu áp lực n-ớc

- Tắc vì toàn bộ hoặc cục bộ bị cây cỏ lấp, đất cát lắng đọng

Trong mọi tr-ờng hợp, việc tr-ớc tiên phải làm là tìm nguyên nhân gây ra cát lấp hoặc đào xói và sửa chữa ngay từ gốc

Hình 2-25: Xói sân cống hạ l-u

Hình 2-28: H- hỏng do móng cống bị lún, mối nối cống xử lý không tốt

Hình 2-27: Tắc cống

Ch-ơng III:

Điều tra đánh giá tình trạng mặt đ-ờng

3.1 Khái niệm chung

Trong quá trình sử dụng mặt đ-ờng, do tác dụng trùng phục của xe chạy và của các nhân tố tự nhiên nên tính năng sử dụng của nó bị xấu đi liên tục, kết cấu mặt đ-ờng dần dần xuất hiện các hiện t-ợng biến dạng và cuối cùng đi tới trạng thái h- hỏng Để có căn cứ quyết định các biện pháp bảo d-ỡng sửa chữa và tiến hành thiết kế tăng c-ờng hoặc cải tạo, cần phải tiến hành điều tra phân tích tình trạng mặt đ-ờng hiện có

Tính năng sử dụng của mặt đ-ờng bao gồm ba mặt: Chất l-ợng chạy xe của mặt

đ-ờng, năng lực chống trơn tr-ợt và năng lực chịu tải của kết cấu mặt đ-ờng

Các tính năng sử dụng ba mặt nói trên tuy có sự khác biệt, nh-ng lại có mối liên

hệ nội tại nhất định; tuy nhiên, cho đến nay vẫn ch-a thể tìm đ-ợc những t-ơng quan chắc chắn, tin cậy giữa chúng nên khó có thể dùng một định nghĩa tổng hợp để biểu thị chúng, mà chỉ có thể sử dụng các định nghĩa và các ph-ơng pháp đánh giá khác nhau cho từng mặt tính năng đó

3.2 Đánh giá chất l-ợng chạy xe của mặt đ-ờng

Chất l-ợng chạy xe của mặt đ-ờng liên quan mật thiết đến tính êm thuận, tốc độ chạy xe, mức tiêu hao nhiên liệu và hao mòn máy móc v.v đối với ôtô chạy trên đ-ờng

Đánh giá chất l-ợng chạy xe đối với mặt đ-ờng có liên quan đến các yêu cầu về độ bằng phẳng của mặt đ-ờng, về động thái phản ứng khi lái xe và về mức độ êm thuận yêu cầu

3.2.1 Năng lực phục vụ của mặt đ-ờng:

Chất l-ợng chạy xe hoặc mức độ êm thuận do mặt đ-ờng tạo ra đ-ợc gọi là năng lực phục vụ của mặt đ-ờng

Do có sự khác biệt rất lớn về khả năng cảm thụ và về yêu cầu đối với mặt đ-ờng của các loại ng-ời sử dụng đ-ờng, thêm vào đó cách nhìn nhận, xem xét vấn đề cũng khác nhau, do vậy, các ý kiến và cách đánh giá về năng lực phục của mặt đ-ờng th-ờng mang tính chủ quan ở mức độ nhất định và đối với mỗi ng-ời mỗi khác Có thể tổ chức một nhóm cho điểm đánh giá gồm các cán bộ phụ trách các mặt công tác khác nhau nh-: ng-ời thiết kế, ng-ời thi công, bảo d-ỡng, cung ứng vật liệu, nghiên cứu khoa học, nhân viên quản lý và cả các lái xe, các hành khách, cùng cả cán bộ của nhà máy chế tạo ô tô v.v ; nhóm này cùng đi xe, cho xe chạy trên đoạn đ-ờng đ-ợc chọn để điều tra với một tốc độ nhất định, mỗi ng-ời trong nhóm trên xe sẽ dựa vào ý kiến riêng của mình đối với năng lực phục vụ của đoạn đ-ờng đó để đánh giá bằng hình thức cho điểm Tổng hợp

điểm đánh giá của các thành viên trong nhóm sẽ có thể thu đ-ợc một điểm cho trung bình Số điểm này đại biểu cho giá trị dự đoán trung bình của các ng-ời sử dụng đ-ờng

đối với năng lực phục vụ hiện có của đoạn đ-ờng và đ-ợc gọi là cấp đánh giá năng lực phục vụ PSR (Present Service ability Rating)

Điểm đánh giá có thể dùng theo hệ 5 điểm, điểm cho nh- biểu thị ở bảng 3-1 Ng-ời cho điểm cần phải tự riêng mình cho điểm trong tình huống không có trao đổi với nhau Điểm cho của mọi ng-ời th-ờng chênh lệch nhau rất lớn Để đảm bảo tính đại biểu của trị số PSR, nhóm đánh giá nên có đủ số ng-ời, th-ờng không đ-ợc ít hơn 7 ~ 10 ng-ời

bảng cho điểm đánh giá năng lực phục vụ hiện thời

(Bảng 3 - 1) Tuyến đ-ờng: Đoạn đ-ờng:

Loại mặt đ-ờng: Số xe: Ngày tháng: Ng-ời cho điểm:

Ngoài việc cho điểm về năng lực phục vụ, các ng-ời nhận xét đánh giá còn cần cho câu trả lời đối với câu hỏi: mặt đ-ờng với trạng thái nh- vậy có thể chấp nhận đ-ợc không Tổng hợp các câu trả lời này sẽ có thể tìm đ-ợc một cách gần đúng phạm vi điểm giới hạn; mặt đ-ờng có trị số PSR cao hơn phạm vi điểm giới hạn này sẽ thuộc mặt đ-ờng

có năng lực phục vụ là loại chấp nhận đ-ợc, còn thấp hơn thì mặt đ-ờng thuộc loại không thể chấp nhận đ-ợc mà đòi hỏi cần có các biện pháp d-ỡng hộ t-ơng ứng

Theo kinh nghiệm của n-ớc Mỹ, đối với mặt đ-ờng trên các tuyến chính yếu thì th-ờng nếu PSR cao hơn 2,5 mặt đ-ờng sẽ thuộc loại có thể chấp nhận đ-ợc; còn đối với mặt đ-ờng trên các tuyến thứ yếu thì trị số PSR giới hạn khoảng bằng 2,0

Qua khi phân tích, ng-ời ta thấy: nhân tố chủ yếu về tình trạng đ-ờng sá có ảnh h-ởng đến năng lực phục vụ của mặt đ-ờng là độ bằng phẳng, tỷ trọng của nó có thể tới 95%; do đó, độ bằng phẳng trở thành yếu tố quan trọng nhất dùng để đánh giá năng lực phục vụ của mặt đ-ờng và việc đo độ bằng phẳng của mặt đ-ờng cũng trở thành nội dung chủ yếu trong việc điều tra trạng thái đ-ờng sá

3.2.2 Đo độ bằng phẳng của mặt đ-ờng

Hiện nay, thiết bị đo độ bằng phẳng các n-ớc đang sử dụng có rất nhiều loại, có thể tóm tắt gồm hai loại chính:

3.2.2.1 Loại thiết bị đo mặt cắt

Thiết bị loại này trực tiếp đo đ-ợc mặt cắt dọc bề mặt đ-ờng theo vệt lăn bánh, sau

đó thông qua việc xử lý số học tìm ra một trị số thống kê nào đó dùng để phản ánh độ bằng phẳng của đ-ờng Loại thiết bị này chủ yếu có các máy kiểu d-ói đây:

3.2.2.1.1 Dùng th-ớc 3m

Th-ớc thẳng dài 3,0 m là ph-ơng thức cơ bản nhất trong các loại thiết bị đo mặt cắt có mặt đo t-ơng đối chuẩn Đặt th-ớc 3,0 m tại dải vệt bánh, đo khe hở giữa cạnh th-ớc thẳng và bề mặt đ-ờng để lấy đó thể hiện tình trạng lồi lõm theo h-ớng dọc của mặt đ-ờng

ảnh h-ởng của các yếu tố đối với PSR

ảnh h-ởng tới PSR

Hình thức h- hỏng

Không

ảnh h-ởng

ảnh h-ởg

ít

ảnh h-ởg t-ơg

đối

ảnh h-ởg

rõ rệt B/dạng dọc

B/d ngang Nứt Làn sóng H- hỏng bề mặt

Dụng cụ thí nghiệm:

- Th-ớc dài 3,0 m đ-ợc dùng làm đ-ờng thẳng chuẩn xác định độ bằng phẳng của mặt đ-ờng Th-ớc dài 3,0 m phải đảm bảo thẳng, nhẹ và đủ cứng Độ võng ở giữa th-ớc

- Ghi kết quả đo đ-ợc ở mỗi vị trí vào sổ ghi theo mẫu sau:

Mẫu ghi kết quả đo độ bằng phẳng bằng th-ớc 3m (Bảng 3-2)

- Tên đoạn đ-ờng: - Loại mặt (móng) đ-ờng:

- Ngày thí nghiệm: - Ng-ời thí nghiệm:

a, Cấu tạo th-ớc

b, Cấu tạo nêm

Kết quả thí nghiệm: Với mỗi ki-lô-mét đ-ờng so sánh các tổng số khe đã đo với tiêu

chuẩn đã quy định để đánh giá chất l-ợng về độ bằng phẳng hình học của lớp cấu tạo mặt

đ-ờng (lớp móng hay lớp mặt ) đ-ợc kiểm tra

Lớp móng và mặt dùng nhựa đ-ờng (trộn trên đ-ờng hay trong thiét bị )

Tất cả khe hở mặt đ-ờng và th-ớc

Lớp móng và mặt đ-ờng đá dăm (sỏi ) đen

Tất cả khe hở mặt đ-ờng và th-ớc

xe nhỏ tiếp xúc W - Z, đồng thời đo gia tốc Z" của chuyển vị này bằng gia tốc kế lắp ở trên khung xe tại chỗ phía trên bánh xe nhỏ; từ đó tích phân 2 lần đối với các tín hiệu thu

đ-ợc sẽ biết đ-ợc chuyển vị Z của khung xe Từ chuyển vị của khung xe cùng với chuyển

vị t-ơng đối, sau khi xử lý sẽ có thể tìm đ-ợc chuyển vị thẳng đứng W của bánh xe nhỏ tuỳ theo sự lồi lõm của mặt đ-ờng, đó cũng chính là mặt cắt bề mặt đ-ờng theo vệt bánh

Do loại thiết bị này có sử dụng bánh xe nhỏ lăn theo nên nếu xe chạy quá nhanh

và bề mặt đ-ờng t-ơng đối không bằng phẳng thì bánh xe lăn theo này có thể dễ bị " nhẩy " làm ảnh h-ởng đến kết quả ở mức độ nhất định Vì vậy, tốc độ đo của thiết bị GMR th-ờng không v-ợt quá 65 Km/h, thích hợp với việc đo đối với mặt đ-ờng t-ơng

đối bằng phẳng hoặc sử dụng khi nghiệm thu công trình vừa mới hoàn thành

Thiết bị đo dịch chuyển

Máy đo gia tốc

W-Z Máy tính

Chữ số Băng từ số

Máy ghi

Mặt cắt dọc đ-ờng

3.2.2.1.3 Thiết bị phân tích trắc dọc của mặt đ-ờng APL (Analyseur de profil en long)

Hình 3-3: Sơ đồ nguyên lý của máy APL

Thiết bị này là một xe đo rơ moóc kéo theo gồm các bộ phận sau: bánh xe lăn theo

độ lồi lõm của bề mặt đ-ờng, càng đỡ bánh xe, khung giá có lắp lò so và con lắc dao

động quán tính với tần số thấp Rơ moóc đ-ợc kéo theo ở những tốc độ khác nhau, thông th-ờng từ 20km/h đến 70km/h tùy theo loại mặt đ-ờng

Con lắc quán tính để tạo ra một hệ nằm ngang chuẩn; thông qua việc đo chuyển vị góc của càng đỡ bánh xe so với con lắc quán tính nằm ngang bằng máy tính và xử ly theo tốc độ đo, sẽ tính ra đ-ợc chuyển vị thẳng đứng của bánh xe lăn trên bề mặt đ-ờng

Kết quả đo thử độ bằng phẳng của đ-ờng trên thế giới cho thấy thiết bị APL có thể dùng cho mặt đ-ờng có độ bằng phẳng khác nhau (bao gồm cả đối với đ-ờng không rải mặt có độ bằng phẳng rất kém )

3.2.2.1.4 Thiết bị đo mặt cắt kiểu không tiếp xúc

vẽ trên thể hiện sơ đồ thiết bị truyền cảm di động theo ph-ơng thức kích quang kiểu

Khối nặng

Con lắc quán tính Cần mang bánh xe

Xe kéo

Vị trí bề mặt

đ-ờng

Thấu kính chiếu xạ

Thấu kính tiếp nhận

3.2.2.2 Thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng

Loại thiết bị đo đo độ bằng phẳng này sẽ ghi lại đ-ợc phản ứng ở trạng thái động của hệ thống máy móc ô tô khi xe chạy trên mặt đ-ờng không bằng phẳng với một tốc độ nhất định nào đó Đó là một cách đánh giá gián tiếp, kết quả đo sẽ thay đổi tuỳ theo đặc tính của hệ thống máy móc và tùy theo tốc độ xe chạy

Các loại hiện đ-ợc sử dụng rộng rãi gồm có các thiết bị đo độ bằng phẳng đ-ờng ô tô với các thiết bị tích luỹ độ xóc Các loại này sẽ đo tổng chuyển dịch thẳng đứng tích luỹ giữa trục sau của ô tô (hoặc giữa bánh của một xe một bánh kéo theo ) đối với thân

xe hoặc khung xe; trị số đo đ-ợc biểu thị bằng m/Km hoặc số lần xóc trên 1 Km

Máy đo độ bằng phẳng BUMP INTEGRATOR của Anh là một xe rơ moóc một bánh cũng nh- máy APL nh-ng không có con lắc quán tính Những b-ớc đập của bánh

xe, so với khung xe lấy làm chuẩn, đ-ợc cộng dồn bởi một máy đếm cho những cự ly từ

200 m đến 1000m

Làm nh- vậy ng-ời ta đ-ợc một trị số Rough Index (chỉ số độ gồ ghề ), th-ờng

đ-ợc biểu thị bằng mm cộng dồn cho 1 km Tốc độ đo tiêu chuẩn là 32 km/h và số liệu tiêu chuẩn đo đ-ợc gọi là RBI/32

Quan hệ giữa độ bằng phẳng của mặt đ-ờng và chỉ số độ gồ ghề đo bằng máy BUMP INTEGRATOR nh- sau:

(Bảng 3-3)

Chỉ số độ gồ ghề RBI/32 (mm/km) Chất l-ợng bằng phẳng của mặt đ-ờng

Căn cứ vào kết quả và loại thiết bị đo khác nhau sẽ có nhiều cách biểu thị chỉ tiêu

độ bằng phẳng của mặt đ-ờng Chẳng hạn nh-: chênh lệch tiêu chuẩn của khe hở giữa th-ớc thẳng và mặt đ-ờng; số ghi độ xóc tích luỹ RBI v.v Các chỉ tiêu này đều có những hạn chế nhất định khi biểu thị độ bằng phẳng và khi sử dụng trên thực tế (khó thống nhất về quan niệm )

Để ứng dụng các thiết bị kiểu tạo phản ứng vào việc đo nhanh cả mạng l-ới đ-ờng

và tìm ra mối liên hệ t-ơng quan giữa các trị số đo gián tiếp thu đ-ợc với mặt cắt đúng thực của mặt đ-ờng, từ năm 1982 d-ới sự bảo trợ của Liên hiệp quốc, nhóm nghiên cứu quốc tế gồm Braxin, Anh, Pháp, Mỹ, Bỉ đã thông qua các thử nghiệm về độ bằng phẳng của đ-ờng để đ-a ra khái niệm chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI của mặt đ-ờng (International Roughness Index )

IRI là một số đo đ-ợc tính bằng m/km của mặt cắt dọc đ-ờng trên một vệt bánh

xe (đã được xác định biến dạng dọc), biểu thị phản ứng xóc của ôtô chuẩn “Golden car”

khi xe chạy với tốc độ 80km/h (50 mph) với việc sử dụng mô hình mô phỏng 1/4 xe (Quarter - Car)

Ưu điểm nổi bật của chỉ số IRI ở chỗ nó là một số đo ổn định theo thời gian và có

dụng IRI trên toàn thế giới làm cho yếu tố hòa nhập giữa các n-ớc châu Âu, châu Mỹ và

châu á trở nên dễ dàng

Đơn vị đo của IRI là inch/mile hay m/Km

Trị số IRI có thể tìm đ-ợc một cách đủ chính xác bằng cách dùng ph-ơng pháp đo

độ gồ ghề loại đo mặt cắt

Các loại thiết bị định chuẩn IRI phải có các tính năng kỹ thuật sau:

- Đo đ-ợc mặt cắt dọc của đ-ờng một cách tuần tự, liên tục với các b-ớc đo không

đổi (thông th-ờng hoặc 250 mm, hoặc 300 mm)

- Độ chính xác của phép đo cao độ phải  ± 0,5 mm

- Có bộ vi xử lý để thu thập, l-u trữ số liệu đo Kết quả đo đ-ợc tự động xử lý

thông qua phần mềm chuyên dụng để đ-a ra giá trị IRI trên đoạn đã đo

Các thiết bị loại này có thể là Dipstick, TRL Profile Beam, hoặc các loại thiết bị

khác có tính năng t-ơng tự

Hình 3-5: Thiết bị DIPSTICK

Hiện nay, việc đo IRI trên đ-ờng th-ờng đ-ợc thực hiện bằng ph-ơng pháp đo

gián tiếp, đây là ph-ơng pháp đo không đ-a ra trực tiếp giá trị IRI của toàn bộ tuyến

đ-ờng thí nghiệm mà phải gián tiếp xác định IRI thông qua ph-ơng trình thực nghiệm

đ-ợc thiết lập trên cơ sở quan hệ giữa giá trị độ xóc và giá trị IRI đo đ-ợc trên các đoạn

đ-ờng ngắn chọn tr-ớc gọi là các đoạn định chuẩn Ph-ơng pháp đo gián tiếp phải sử

dụng kết hợp 2 loại thiết bị: thiết bị đo mặt cắt dọc chuyên dụng và thiết bị đo xóc kiểu

phản ứng Các thiết bị đo xóc kiểu phản ứng có -u điểm là tốc độ đo nhanh, nh-ng không

đ-a ra trực tiếp giá trị IRI mà chỉ đ-a ra giá trị độ xóc; ng-ợc lại các thiết bị đo mặt cắt

dọc chuyên dụng có tốc độ đo chậm, nh-ng lại đ-a ra giá trị IRI của đoạn đo

Những thông số của thiết bị gây ảnh h-ởng tới giá trị IRI cần l-u ý trong quá trình

đo là: Tổng tải trọng xe, áp lực hơi của 4 bánh xe đo, tốc độ xe đo,

Chỉ số IRI có giá trị trong khoảng từ 0 đến 20, IRI càng cao thì mặt đ-ờng càng kém bằng phẳng

Hình 3-6: Những giá trị th-ờng thấy của chỉ số IRI

Tiêu chuẩn đánh giá:

* Với đ-ờng xây dựng mới:

Độ bằng phẳng mặt đ-ờng bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu hoàn công phải đảm bảo đạt đ-ợc độ bằng phẳng với giá trị IRI yêu cầu tuỳ thuộc vào cấp

đ-ờng nh- sau:

(Bảng 3-4)

Loại đ-ờng IRI yêu cầu (m/km)

Đ-ờng cao tốc cấp 120, cấp 100 và cấp 80 IRI  2,0

Đ-ờng ô tô cấp 80 IRI  2,2

Đ-ờng cao tốc cấp 60, đ-ờng ô tô cấp 60 IRI  2,5

*Với đ-ờng cải tạo, nâng cấp:

Độ bằng phẳng mặt đ-ờng bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu hoàn công phải đảm bảo đạt đ-ợc độ bằng phẳng với giá trị IRI yêu cầu tuỳ thuộc vào cấp

đ-ờng nh- sau:

Loại đ-ờng IRI yêu cầu (m/km)

Đ-ờng cao tốc cấp 120, cấp 100 và cấp 80 IRI  2,5

Đ-ờng ô tô cấp 80 IRI  2,8

Đ-ờng cao tốc cấp 60, đ-ờng ô tô cấp 60 IRI  3,0

Biến dạng liên tục th-ờng là nhẹ nh-ng cũng có khi sâu

Biến dạng liên tục nhẹ

Một vài gợn sóng trên bề mặt

Đ-ờng sân bay, xa lộ

Mặt đ-ờng mới

Mặt đ-ờng cũ

Mặt đ-ờng xuống cấp

Mặt đ-ờng

đất

Mặt đ-ờng không rải nhựa bảo d-ỡng tốt

Chất l-ợng mặt đ-ờng theo chỉ tiêu IRI phục vụ cho công tác quản lý, lập kế hoạch bảo d-ỡng sửa chữa đ-ờng ô tô đ-ợc phân thành 4 cấp: tốt, khá, kém và rất kém với giá trị IRI tuỳ thuộc vào loại mặt đ-ờng và cấp đ-ờng nh- sau:

IRI  2 2<IRI  4 4<IRI  6 6<IRI  8

Đ-ờng cao tốc cấp 60,

đ-ờng ô tô cấp 60 IRI  3 3<IRI  5 5<IRI  7 7<IRI  9

Đ-ờng ô tô cấp 40 và cấp 20 IRI  4 4<IRI  6 6<IRI  8 8<IRI  10 Cấp cao A2: Bê tông

nhựa rải nguội, rải ấm;

thấm nhập nhựa, đá

dăm n-ớc láng nhựa

Đ-ờng ô tô cấp 60 IRI  4 4<IRI  6 6<IRI  8 8<IRI  10

Đ-ờng ô tô cấp 40 và cấp 20 IRI  5 5<IRI  7 7<IRI  9 9<IRI  11 Cấp thấp B1: Đ-ờng dá

dăm n-ớc có lớp bảo

vệ rời rạc, đá gia cố

CKDVC có láng nhựa

Đ-ờng ô tô cấp 40 và cấp 20 IRI  6 6<IRI  9 9<IRI  12 12<IRI 15

Cấp thấp B2: Đ-ờng

đất cải thiện, đ-ờng đất

gia cố CKDVC hoặc

CKDHC có lớp hao

mòn và bảo vệ

Đ-ờng ô tô cấp 40 và cấp 20 IRI  8 8<IRI  12 12<IRI  16 16<IRI  20

3.3 Đánh giá năng lực chống trơn tr-ợt của mặt đ-ờng

Khả năng chống trơn tr-ợt của mặt đ-ờng phản ánh tính năng sử dụng của mặt

đ-ờng về mặt an toàn chạy xe Khả năng chống trơn tr-ợt của mặt đ-ờng có thể đ-ợc

đánh giá bằng cách thông qua điều tra phân tích các tai nạn trơn tr-ợt, thông qua điều tra quan sát bề ngoài và thông qua việc đo các đặc tr-ng chống trơn tr-ợt của mặt đ-ờng Thông th-ờng hay dùng cách đo xác định các đặc tr-ng chống trơn tr-ợt của bề mặt

Thành phần thứ nhất là độ nhám vi mô, đó là độ nhám thô ráp của bề mặt hạt cốt liệu lộ ra trên mặt đ-ờng Khả năng duy trì độ nhám vi mô của một cốt liệu d-ới tác dụng của xe cộ tùy thuộc chủ yếu vào thuộc tính chịu mài mòn của cốt liệu Độ nhám vi mô là yếu tố -u thế trong việc cung cấp khả năng kháng tr-ợt khi xe chạy tốc độ thấp (tới 50 km/h) trên mặt đ-ờng ẩm -ớt vì nó làm lốp xe ấn sâu vào màng n-ớc trên bề mặt ráp của cốt liệu Điều cốt lõi là lực căng bề mặt của n-ớc bị triệt giảm, màng n-ớc bị phân tán và lốp xe duy trì đ-ợc độ bám dính với mặt đ-ờng

Thành phần thứ hai của độ nhám bề mặt là độ nhám vĩ mô Độ nhám này đ-ợc tạo nên bởi thế nằm, kích cỡ và hình dạng của các hạt cốt liệu ở bề mặt đ-ờng Chức năng của độ nhám vĩ mô là tạo các khe thoát n-ớc, nó cho phép phân tán n-ớc mặt ở phía tr-ớc

và xung quanh lốp xe lăn Công dụng của độ nhám vĩ mô cao là đảm bảo cho sức kháng tr-ợt đ-ợc duy trì cả khi xe chạy với tốc độ thấp cung nh- khi xe chạy với tốc độ cao

Các ph-ơng pháp thí nghiệm để kiểm tra đánh giá chất l-ợng chống trơn tr-ợt của mặt đ-ờng đ-ợc chia thành 2 nhóm:

- Nhóm thiết bị thí nghiệm xác định cấu trúc nhám bề mặt đ-ờng

- Nhóm thiết bị xác định sức kháng tr-ợt khi xe chạy trên đ-ờng

3.3.1 Các ph-ơng pháp thí nghiệm đánh giá cấu trúc nhám mặt đ-ờng

3.3.1.1 Ph-ơng pháp  Rắc cát :

Dụng cụ thí nghiệm:

- ống trụ tròn bằng kim loại d = 20mm, cao 79,5mm sao cho thể tích của ống là 25cm3, một đầu ống bịt kín

- Một bàn xoa dạng đĩa dẹt tròn, làm bằng gỗ có đ-ờng kính 65mm, có núm để cầm, mặt để xoa phủ một tấm cao su dày 2-3mm

- Một th-ớc đo dài để đo đ-ờng kính vệt cát

- Một chổi mềm để vệ sinh mặt đ-ờng

- Một thiết bị để che gió khi đo Có thể dùng một săm ô tô bơm căng để che gió

- Cát thí nghiệm: dùng cát sông khô, sạch 0.15 < d  0.3mm

Quy định về số điểm đo:

- Vị trí điểm đo phải đảm bảo phản ánh đ-ợc tình trạng chung của khu vực mặt

đ-ờng thí nghiệm, tránh các điểm đo cục bộ

- Khoảng cách tối thiểu từ điểm đo đến mép mặt đ-ờng là 0.5m Khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm đo kề nhau trên cùng một mặt cắt ngang là 1m

- Khoảng cách tối thiểu giữa hai mặt cắt ngang kề nhau là 20m

- Thông th-ờng với đ-ờng có hai làn xe thì chỉ cần 3 điểm trên một mặt cắt ngang Nếu đ-ờng có nhiều hơn hai làn xe hoặc để phục vụ cho công tác nghiên cứu thì số điểm

đo trên một mặt cắt ngang có thể tăng lên nh-ng vẫn phải đảm bảo các quy định trên

Trình tự thí nghiệm:

- Để đảm bảo an toàn khi thí nghiệm, thời điểm thí nghiệm nên chọn vào lúc ít xe chạy trên đ-ờng và phải có biển báo, barie để lái xe biết

- Mặt đ-ờng lúc thí nghiệm phải khô và phải đ-ợc vệ sinh sạch sẽ bằng chổi mềm Nếu mặt đ-ờng ẩm thì có thể làm khô bằng cách dùng cồn đốt và đợi mặt đ-ờng nguội rồi mới thí nghiệm

- Nếu trời có gió thì tr-ớc khi thí nghiệm phải che chắn để cho cát không bị bay khi thí nghiệm

- Cho cát vào ống cho đủ 25cm3 Đổ cát vào vị trí thí nghiệm bằng cách úp ống trụ

và gõ nhẹ vào thành ống cho cát chui ra hết

- Dùng bàn xoa có bọc cao su dàn cát đều ra trên mặt đ-ờng Khi dàn cát, cần xoa

đều từ trong ra ngoài theo vòng xoắn ốc để tạo thành một mảng cát tròn liên tục có diện tích lớn nhất, cát đ-ợc lấp đầy vào các lỗ của bề mặt đ-ờng đến mức ngang bằng với đá

Hình 3-8: Thí nghiệm rắc cát

- Dùng th-ớc đo kích th-ớc của mảng cát

+ Nếu mảng cát có dạng hình tròn thì đo đ-ờng kính của mảng cát theo hai h-ớng vuông góc với nhau Thông th-ờng, đo hai đ-ờng kính theo h-ớng vuông góc và song song với tim đ-ờng Lấy giá trị trung bình cộng hai trị số đ-ờng kính đã đo và làm tròn đến 5mm để làm trị số đ-ờng kính tính toán

+ Nếu mảng cát có dạng hình elip thì đo trục lớn và trục nhỏ của mảng cát Nếu mảng cát có dạng elip quá dẹt (trục lớn và trục nhỏ có giá trị chênh nhau quá 1.2 lần) thì bỏ điểm đo này

2



 Nếu mảng cát có dạng hình tròn D: đ-ờng kính trung bình của mảng cát (mm)