Tài liệu Nghiên cứu các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh vĩnh phúc

MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG LUẬN VĂN.......1 PHẦN MỞ ĐẦU..............................................................................................2 1. Tính cấp thiết của đề tài.........................................................................2 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài..............................................................3 3. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................3 4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................4 5. Kết cấu của luận văn...............................................................................4 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG............................................................5 1.1. Tổng quan về công nghệ xây dựng mặt đường BTXM....................5 1.1.1. Sự phát triển mặt đường BTXM trên thế giới..............................5 1.1.2. Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM............................9 1.1.3. Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM....................................11 1.1.4. Những đặc điểm cần lưu ý khi thiết kế và xây dựng đường BTXM.....................................................................................................12 1.2. Xu hướng phát triển mặt đường BTXM ở Việt Nam....................14 CHƯƠNG 2. THỰC TRẠNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BTXM TẠI VIỆT NAM.....................................................................................................18 2.1. Thực trạng về thiết kế, thi công, nghiệm thu và khai thác mặt đường BTXM ở nước ta...........................................................................18 2.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng (mặt đường BTXM)........18 2.1.2. Tiêu chuẩn thi công mặt đường cứng........................................21 2.1.3. Tiêu chuẩn thi công các lớp móng mặt đường có sử dụng xi măng.......................................................................................................24 2.1.4. Công nghệ thi công mặt đường BTXM......................................25 2.1.5. Đánh giá chất lượng một số đoạn mặt đường BTXM qua nghiệm thu.............................................................................................26 2.2. Phân tích khả năng áp dụng các loại mặt đường BTXM ở nước ta ....................................................................................................................29 2.2.1. Mặt đường BTXM phân tấm.......................................................29 2.2.2. Mặt đường BTXM cốt thép..........................................................29 2.2.3. Mặt đường BTXM lưới thép........................................................29 2.2.4. Mặt đường BTXM cốt thép liên tục............................................29 2.2.5. Mặt đường BTXM lu lèn.............................................................30 2.2.6. Khả năng sử dụng chất kết dính vô cơ trong các lớp móng và lớp trên nền đường................................................................................30 2.3. Kết luận và đề xuất...........................................................................31 CHƯƠNG 3. HIỆN TRẠNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI TRONG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BTXM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC .........................................................................................................................33 3.1. Giới thiệu chung về đặc điểm tự nhiên tỉnh Vĩnh Phúc.................33 3.1.1. Điều kiện địa hình.......................................................................34 3.1.2. Khí hậu, thủy văn.........................................................................35 3.1.3. Hiện trạng phát triển kết cấu hạ tầng.........................................36 3.2. Thực trạng thi công mặt đường BTXM trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc...........................................................................................................39 3.2.1. Các mặt cắt kết cấu BTXM trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc..........41 3.2.2. Sử dụng nguồn vật tư:.................................................................47 3.2.3. Quá trình tổ chức thi công..........................................................60 3.3. Đánh giá thực trạng thi công mặt đường BTXM tại Vĩnh Phúc. .63 3.3.1. Ưu điểm........................................................................................63 3.3.2. Các vấn đề còn tồn tại..................................................................63 3.4. Kết luận chương 3.............................................................................66 CHƯƠNG 4. CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BTXM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC..................................................................................................68 4.1. Quản lý nguồn vật liệu......................................................................68 4.1.1. Cát.................................................................................................68 4.1.2. Cốt liệu lớn...................................................................................70 4.1.3. Xi măng........................................................................................73 4.1.4. Phụ gia.........................................................................................74 4.1.5. Nước.............................................................................................74 4.1.6. Chất tạo màng bảo dưỡng bê tông..............................................76 4.1.7. Vật liệu chèn khe.........................................................................77 4.1.8. Thép..............................................................................................79 4.1.9. Giấy dầu.......................................................................................79 4.1.10. Nhựa đường...............................................................................79 4.2. Quản lý về thiết bị.............................................................................80 4.2.1 Máy đổ bê tông..............................................................................81 4.2.2. Các thiết bị đầm...........................................................................81 4.2.3. Thiết bị hoàn thiện bề mặt...........................................................82 4.2.4. Thiết bị dùng cho công tác bảo dưỡng.......................................82 4.2.5. Thiết bị chèn khe..........................................................................83 4.2.6. Thiết bị rải cho khu vực hẹp và nhỏ...........................................83 4.2.7. Dụng cụ hoàn thiện xách tay......................................................83 4.2.8. Máy hoàn thiện cuối cùng...........................................................83 4.3. Quản lý về mặt tổ chức thi công......................................................84 4.3.1. Lắp đặt ván khuôn bao gồm........................................................86 4.3.2. Thi công lớp ngăn cách và thanh truyền lực, kết cấu khe nối và hố neo.....................................................................................................87 4.3.3. Chế tạo hỗn hợp bê tông xi măng :.............................................88 4.3.4. Vận chuyển bê tông.....................................................................90 4.3.5. Đổ bê tông....................................................................................91 4.3.6. Tạo nhám bề mặt bê tông............................................................93 4.3.7. Bảo dưỡng bê tông.......................................................................93 4.3.8. Làm khe........................................................................................94 4.3.9. Tháo dỡ ván khuôn......................................................................96 4.3.10. Chèn khe....................................................................................96 4.4.1. Kiểm tra các vật liệu thành phần của bê tông............................97 4.4.2. Kiểm tra việc chế tạo hỗn hợp.....................................................98 4.4.3 Kiểm tra các đặc trưng của bê tông.............................................98 4.4.4. Kiểm tra công tác đổ bê tông.......................................................99 4.4.5. Kiểm tra công tác tạo nhám và bảo dưỡng bêtông.....................99 4.4.6. Kiểm tra khe nối.........................................................................100 4.5. Các thiết bị thi công và thiết bị kiểm định chất lượng.................100 KẾT LUẬN..................................................................................................102 1). Kết luận chung..................................................................................102 2). Hướng nghiên cứu tiếp theo.............................................................104 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................105 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG LUẬN VĂN BTXM QL KT-XH BTN ĐBSCL GTVT VLXD BGTVT TCVN TP NN KHCN TCN NĐ-CP QĐ Phạm Trung Dũng Bê tông xi măng Quốc lộ Kinh tế - xã hội Bê tông nhựa Đồng bằng sông Cửu Long Giao thông vận tải Vật liệu xây dựng Bộ giao thông vận tải Tiêu chuẩn Việt nam Thành phố Nông nghiệp Khoa học công nghệ Tiêu chuẩn ngành Nghị định – Chính Phủ Quyết định Page 1 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Giao thông vận tải là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế – xã hội, vì vậy cần ưu tiên đầu tư phát triển. Việc xây dựng cơ sở hạ tầng tạo tiền đề cho phát triển kinh tế xã hội, củng cố an ninh quốc phòng, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Nắm bắt được tầm quan trọng đó, những năm qua Nhà nước ta rất chú trọng đầu tư cho phát triển giao thông vận tải, đặc biệt là giao thông đường bộ. Với nhu cầu phát triển của ngành giao thông ngày càng cao đòi hỏi chúng ta không ngừng học hỏi nâng cao trình độ, tiếp thu các công nghệ hiện đại của các nước tiên tiến trên thế giới. Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật ngành cũng không ngừng điều chỉnh, cập nhật để hoàn thiện phù hợp với tình hình thực tế trong nước. Trong xây đường bộ, mặt đường là bộ phận của đường chịu trực tiếp tác dụng của tải trọng (lực thẳng đứng và lực nằm ngang). Để chịu được các tác dụng đó, tầng mặt đòi hỏi phải làm bằng vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt. Tầng mặt phải đủ bền trong suốt thời kỳ sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ độ nhám, chống thấm nước tốt... Để đảm bảo được những yêu cầu trên hiện nay trong điều kiện Việt Nam hay sử dụng kết cấu áo đường mềm và kết cấu áo đường cứng. Hiện nay, có rất nhiều lựa chọn kết cấu áo đường cho các công trình giao thông. Việc áp dụng kết cấu nào ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng khai thác nền mặt đường. Trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, mặt đường bê tông xi măng cũng được dùng rất nhiều trong các công trình đường giao thông: đầu tư xây dựng mới, nâng cấp mở rộng, sửa chữa (chưa kể đến đường giao thông nông thôn). Kết Phạm Trung Dũng Page 2 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT cấu này thường được áp dụng tại những đoạn đường thường xuyên bị ngập nước (do mưa, lũ, lụt hoặc hệ thống thoát nước mặt đường không có, lên xuống đèo, dốc mà nền đường bên dưới thường ẩm, chế độ thủy nhiệt của nền bất lợi...Tuy nhiên để kiểm soát và đánh giá chất lượng của công trình đường có kết cấu mặt bằng bê tông xi măng là cả một quá trình được thực hiện xuyên suốt qua tất cả các bước: Khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng, thí nghiệm-kiểm định. Ảnh hưởng chất lượng mặt đường với loại kết cấu này thì một trong những khâu quan trọng nhất là giai đoạn thi công xây dựng, cụ thể hơn là công việc thi công ngoài hiện trường. Công việc này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mặt đường bê tông xi măng. Để giải quyết các vấn đề đó thì một trong các bài toán cấp thiết là nâng cao chất lượng mặt đường BTXM theo hướng hoàn thiện công tác quản lý trong quá trình thi công. Chính vì vậy đề tài: “Nghiên cứu các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc” được hình thành nhằm nâng cao một bước chất lượng thi công mặt đường cứng, đạt hiệu quả kinh tế nhất định trong thi công khai thác loại mặt đường này. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu lựa chọn đề ra những giải pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng. Căn cứ vào điều kiện thực tế thi công để đề ra các biện pháp quản lý nâng cao hơn nữa cường độ chịu lực, độ bằng phẳng, hạn chế vết nứt của mặt đường BTXM. 3. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xu hướng phát triển mặt đường bê tông xi măng trên thế giới và xu hướng phát triển tất yếu tại Việt Nam. Phạm Trung Dũng Page 3 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Nghiên cứu những giải pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trong điều kiện Việt Nam nói chung và trong toàn tỉnh Vĩnh Phúc nói riêng. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp việc thu thập số liệu thực tế tại các công trình hiện hữu đang sử dụng mặt đường bê tông xi măng. 5. Kết cấu của luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận. Luận văn kết cấu gồm 4 chương. Chương I. Giới thiệu chung. Chương II. Thực trạng thi công mặt đường BTXM tại Việt Nam. Chương III. Hiện trạng và các vấn đề còn tồn tại trong thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Chương IV. Các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường bê tông xi măng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Kết luận và kiến nghị Phạm Trung Dũng Page 4 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Tổng quan về công nghệ xây dựng mặt đường BTXM 1.1.1. Sự phát triển mặt đường BTXM trên thế giới Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vào những năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hết các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc… Theo Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe and Canada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA) Khối lượng mặt đường BTXM đã xây dựng ở một số nước như sau: Tại Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490.179km đường đô thị và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị. Tỉnh Québec, Canada có 1.239km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29.000km đường (khoảng 4%) là mặt đường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giao thông ở Québec. Đức, mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25% mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao. Áo, đường cao tốc chiếm khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.000km), trong đó mặt đường BTXM chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc. Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương và đường nông thôn. Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700km, tức là chỉ hơn 1%. Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và 60% đường nông thôn. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17%. Hà Lan, mạng lưới đường ôtô có khoảng 113.000km. Khoảng 2.300km là đường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc này phục vụ 38% lưu lượng giao thông. Hà Lan còn có khoảng 140km đường khu vực có mặt BTXM không cốt thép, phân tấm. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 4% mạng Phạm Trung Dũng Page 5 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT đường ôtô. Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000km đường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM. Vương quốc Anh, mạng lưới đường có khoảng 285.000km, trong đó có 1.500km là mặt đường BTXM, chiếm khoảng 67% đường cao tốc ở Úc và chiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc. Mặt đường BTXM (mặt đường cứng) cùng với mặt đường mềm là hai loại mặt đường được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnh thổ và xuyên quốc gia. Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao thông đường bộ, từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu lượng xe thấp đến đường phố, đường trục chính, đường cao tốc. Mặt đường BTXM cũng thường được sử dụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe… Ngày nay, mặt đường BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm. Hệ thống tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng phát triển đồng bộ và phát triển. Hàng năm, những hội nghị tổng kết phổ biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình mặt đường BTXM của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM ngày càng được mở rộng. Về phân loại mặt đường BTXM. Trong hơn 100 năm phát triển, mặt đường BTXM được phân ra một số loại như sau: - Mặt đường BTXM không cốt thép , phân tấm, đổ tại chỗ(thông thường); - Mặt đường BTXM cốt thép; - Mặt đường BTXM lưới thép; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; mặt đường BTXM cốt sợi phân tán; Phạm Trung Dũng Page 6 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT - Mặt đường BTXM lu lèn; - Mặt đường BTXM ứng suất trước; - Mặt đường BTXM lắp ghép; Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và phạm vi áp dụng nhất định: Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm ra đời sớm nhất và vẫn đang được áp dụng phổ biến nhiều nơi. Chiều dài của tấm từ 15 – 40cm; kích thước tấm thay đổi tùy theo từng dự án có thể từ 3 – 7m, thông thường khoảng 5m. Mặt đường BTXM không cốt thép (không kể cốt thép dùng làm thanh truyền lực giữa các tấm) sử dụng cho hầu hết đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay. Móng của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là đất, cát gia cố, vôi, xi măng, đá gia cố; đôi khi là đá gia cố nhựa đường, BTN hoặc chính là BTXM. Rất ít khi sử dụng móng là cát hoặc đá dăm. Mặt đường BTXM cốt thép thường được sử dụng đối với những tuyến đường có tải trọng lớn như sân bay, đường chuyên dụng, đường có lưu lượng xe lớn và các công trình đặc biệt có yêu cầu tuổi thọ cao. Về cơ bản, kích thước tấm mặt đường BTXM cốt thép tương tự như BTXM phân tấm thông thường nhưng được tăng cường thêm 2 lớp cốt thép (thép All) chịu lực (trong tính toán thiết kế có tính đến khả năng chịu lực của cốt thép). Mặt đường BTXM lưới thép ra đời chủ yếu nhằm khắc phục và hạn chế các vết nứt do co ngót của bê tông và nứt do nhiệt. Trên cơ sở tính toán như vậy mặt đường BTXM thông thường, lưới thép (thép All: 10 – 14 mm, All: 10 – 12cm) được bổ sung và bố trí cách bề mặt mặt đường từ 6 – 10cm nhằm hạn chế các vết nứt trong quá trình hình thành cường độ và trong khai thác. Mặt đường BTXM lưới thép xuất hiện chậm hơn BTXM thông thường và phạm vi áp dụng của nó tương tự như phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM thông thường. Phạm Trung Dũng Page 7 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Mặt đường BTXM cốt thép liên tục ra đời nhằm khắc phục những nhược điểm cố hữu của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là giảm thiểu các mối nối ngang mặt đường (khe co, giãn). Hàm lượng lưới thép thiết kế khoảng 0.54%, bao gồm cốt thép dọc (thép All, 16mm), cốt thép ngang (thép All, 12mm) được bố trí liên tục suốt chiều dài đường và đặt ở vị trí 1/3 – 1/2 bề dày tấm BTXM. Mục đích bố trí cốt thép này không phải là ngăn ngừa vết nứt do tải trọng và ứng suất nhiệt, mà chỉ nhằm hạn chế việc mở rộng khe nứt. Theo yêu cầu, khoảng cách khe nứt nằm trong khoảng 3,5 – 8 feets (1,052,4m), độ mở rộng khe nứt không được quá 0,04inch (1,0mm) nhằm hạn chế nước thấm qua khe nứt phá hủy cốt thép và đảm bảo mặt đường khai thác được bình thường. Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM cốt thép liên tục là khắc phục nhược điểm không êm thuận chạy xe do các khe của mặt đường BTXM phân tấm, áp dụng chủ yếu đối với các tuyến đường có lưu lượng xe lớn, đường cao tốc, đường băng sân bay và kinh phí đầu tư ban đầu lớn hơn. Mặt đường BTXM cốt phân tán (cốt sợi) chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt có khả năng chịu lực rất lớn và chống mài mòn cao. Trong khi trộn bê tông tươi, ngoài cốt liệu đá và cát thông thường người ta bổ sung thêm và trộn đều với các loại cốt sợi: thủy tinh, kim loại, tổng hợp (acrylic, aramid, cacbon, polyester, polyethylene, polyproplene) và cốt sợi tự nhiên. BTXM cốt phân tán có cường độ và khả năng chống mài mòn. Mặt đường BTXM lu lèn là loại mặt đường sử dụng bê tông khô, thi công liên tục (không có mối nối) và các thiết bị lu thông thường. Do mặt đường BTXM lu lèn được đổ dài liên tục nên trên đó phải làm thêm lớp đá dăm láng nhựa (lớp láng nhựa) nhằm khắc phục các vết nứt do co ngót và do nhiệt độ, hoạt tải gây ra. Chiều dày của lớp BTXM lu lèn dao động trong khoảng 20cm, móng của nó có thể là các vật liệu gia cố hoặc đá dăm. Mặt đường BTXM lu Phạm Trung Dũng Page 8 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT lèn được áp dụng có hiệu quả cho các tuyến đường có lưu lượng xe không cao và làm lớp móng cho mặt đường BTXM hoặc mặt đường BTXM nhựa. Mặt đường BTXM ứng suất trước ra đời cũng nhằm khắc phục các vết nứt của mặt đường BTXM thông thường đồng thời tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu dạng tấm. Có loại mặt đường BTXM ứng suất trước sử dụng các sợi thép căng và mặt đường BTXM cốt thép ứng suất trước căng sau. Mặt đường BTXM cốt thép dự ứng lực có phạm vi áp dụng hạn chế vì công nghệ thi công phức tạp. Mặt đường BTXM lắp ghép là loại mặt đường BTXM có hoặc không có cốt thép được chế tạo sẵn tại xưởng và vận chuyển đến công trường lắp ghép thành mặt đường. Các tấm BTXM đúc sẵn có thể đặt trực tiếp trên nền đất, nền cát hoặc móng đá dăm. Phạm vi áp dụng đối với các đường lâm nghiệp, đường có thời hạn sử dụng ngắn, công vụ và các tấm BTXM có thể được sử dụng lại. 1.1.2. Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM 1.1.2.1. Ưu điểm Qua sử dụng một số tuyến đường BTXM thời gian qua cho thấy, mặt đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe lớn. Sau một thời gian đi vào hoạt động, mặt đường vẫn ổn định, ma sát tốt, không bị biến dạng. Những đoạn đường sau khi bị ngâm trong nước do mưa lũ, không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí duy tu, bảo dưỡng ít mà vẫn đảm bảo ATGT cho các phương tiện. Tuổi thọ của mặt đường BTXM tương đối cao, cao hơn mặt đường bê tông nhựa (BTN). Tùy theo cấp hạng và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưng nói chung tuổi thọ của mặt đường BTXM được lấy vào khoảng 20 – 50 năm, Trung Quốc lấy 45 năm. Tuổi thọ thực tế của mặt đường BTXM nhiều khi lớn hơn dự kiến khi thiết kế. Theo thống kê, có những đoạn mặt đường BTXM Phạm Trung Dũng Page 9 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT sau khi xây dựng sau 50 năm mới phải tăng cường và thậm chí có đoạn tồn tại sau 78 năm sử dụng . Cường độ mặt đường BTXM cao và không thay đổi theo nhiệt độ như mặt đường nhựa, thích hợp với tất cả các loại xe, ổn định cường độ với ẩm và nhiệt, cường độ không những không bị giảm mà có giai đoạn còn tăng theo thời gian (không có hiện tượng bị lão hóa như mặt đường BTN). Có khả năng bào mòn, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường cao, an toàn cho xe chạy, mặt đường BTXM có màu sáng nên thuận tiện cho việc chạy xe ban đêm. Chi phí duy tu, bảo dưỡng thấp. Do thời gian phục vụ tương đối dài, chi phí duy tu bảo dưỡng thấp, nên tổng giá thành xây dựng và khai thác của mặt đường BTXM có cao nhưng không cao nhiều hơn so với mặt đường BTN. Với nguồn cung dồi dào như vậy, khả năng sử dụng xi măng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông ở nước ta hiện nay là rất lớn, phù hợp với các vùng như: Tây Bắc, vùng ven biển, đường Hồ Chí Minh, ĐBSCL... Việc sử dụng đường BTXM trên các tuyến đường giao thông nông thôn đã cho hiệu quả rõ rệt, chất lượng tốt. 1.1.2.2. Nhược điểm Để đạt được hiệu quả tốt nhất khi sử dụng đường BTXM thì quá trình triển khai giám sát, thi công phải rất nghiêm ngặt. Hiện nay, khi thi công đường BTXM thì độ sụt của đường bê tông nhỏ hơn 4cm, độ sụt lý tưởng là 2cm. Qua thực tế cho thấy đường BTXM hay bị khô, vì vậy quá trình thi công phải san đầm thật đều. Để áp dụng hiệu quả xi măng vào làm đường cao tốc thì giai đoạn đầu phải ứng dụng tiêu chuẩn, công nghệ thích hợp, từ đó mới xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật riêng của ngành và để triển khai rộng rãi phải mất thời gian dài. Phạm Trung Dũng Page 10 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Một trở ngại nữa là, các nhà thầu thi công hiểu biết về công nghệ thi công rất hạn chế.Năng lực quản lý, trình độ của nhà thầu rất ngại khi thi công đường BTXM. Trong quá trình thi công đường BTXM quản lý chất lượng, giám sát công trình rất nghiêm ngặt, vì vậy việc thất thoát trong xây dựng là rất ít. Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạp thêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng đến chất lượng vận doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận). Khe nối lại là chỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh và góc tấm. Sau khi xây dựng xong, phải bảo dưỡng một thời gian mới cho phép thông xe, do vậy ít thích hợp với trường hợp nâng cấp mặt đường cũ, cần đảm bảo giao thông. Móng đường BTXM yêu cầu có độ bằng phẳng cao, chất lượng đồng đều và liên tục. Không xây dựng mặt đường BTXM lên mặt đường còn tiếp tục lún như đi qua vùng đất yếu. Xây dựng mặt đường BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cao cấp và đường cao tốc đòi hỏi phải có thiết bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trình công nghệ thi công chặt chẽ. Việc trộn BTXM và bảo dưỡng mặt đường đòi hỏi nhiều nước. Khi mặt đường BTXM bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, trong quá trình sửa chữa rất ảnh hưởng đến việc đảm bảo giao thông. Nâng cấp cải tạo mặt đường BTXM đòi hỏi chi phí cao, hoặc phải cào bóc để tăng cường mới bằng BTXM hoặc BTN hoặc phải tăng cường lớp BTN khá dày để tránh nứt phản ánh. Chi phí xây dựng ban đầu đối với mặt đường BTXM cao hơn so với mặt đường BTN và các loại mặt đường khác. 1.1.3. Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM Phạm Trung Dũng Page 11 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Thường áp dụng cho các cấp đường cấp cao có lưu lượng xe lớn, các tuyến đường có xe xích, các đường chuyên dụng khai thác mỏ, các đường ở khu vực ẩm ướt và các khu vực chật hẹp, đường giao thông nông thôn. Cụ thể: - Làm lớp móng cho tất cả các loại đường ô tô, sân bay; - Làm lớp mặt (tầng phủ) đối với các loại đường ô tô, bãi đỗ và sân bay; - Lớp mặt tăng cường cho các loại mặt đường đã hết tuổi thọ như: mặt đường BTN, mặt đường BTXM. - Tùy theo yêu cầu khai thác của các cấp hạng đường khác nhau mà có thể sử dụng một trong các loại mặt đường BTXM sau đây: BTXM phân tấm thông thường, BTXM lưới thép, BTXM cốt thép liên tục và BTXM lu lèn. Đường cao tốc và đường băng sân bay có thể sử dụng mặt đường BTXM cốt thép liên tục hoặc BTXM phân tấm thông thường, BTXM lưới thép. Mặt đường cao cấp thứ yếu (quá độ) có thể sử dụng BTXM lu lèn (compactes). 1.1.4. Những đặc điểm cần lưu ý khi thiết kế và xây dựng đường BTXM - Về thiết kế: Tải trọng bao gồm: hoạt tải ( phương tiện giao thông), có tính chất động và trùng phục. Tải trọng (ứng suất uốn vồng) do nhiệt độ và ma sát giữa tấm BTXM và móng gây ra, bao gồm trị tuyệt đối của nhiệt độ không khí, do bức xạ mặt trời và chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và dưới của tấm BTXM. Kết cấu mặt đường dạng tấm hoặc dải mỏng (chiều dày mỏng hơn nhiều so với kích thước còn lại), bất lợi về chịu lực, nhất là chịu kéo uốn dưới tác dụng của tải trọng bánh xe và chênh lệch về nhiệt độ. Chịu mài mòn bề mặt bởi các phương tiện xe cộ trên đường với lưu lượng lớn. Do đó để nâng cao khả năng chống mài mòn và xâm thực của cơn mưa, lão hóa do thời tiết, cường độ (mác) của BTXM yêu cầu càng phải cao. Phạm Trung Dũng Page 12 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Tại các khe nối mặt đường (khe nối dọc, khe co và khe dãn) là nơi bất lực về chịu lực, nơi dễ xảy ra các hư hỏng như nứt vỡ tấm BTXM, nơi dễ thấm nước làm hư hỏng móng và nền đường, không êm thuận trong giao thông. Tại đây cần phải đảm bảo chất lượng về tạo khe, chèn khe cũng như điều kiện làm việc bình thường của các thanh truyền lực giữa các tấm trong suốt quá trình khai thác. Kết cấu móng tiếp nhận và phân bổ tải trọng xuống nền đất và chịu tác dụng trùng phục dẫn đến lún không đều và lún tích lũy. Yêu cầu về cường độ của lớp móng không lớn nhưng đòi hỏi phải đồng đều, ổn định toàn khối và bằng phẳng. Thường được cấu tạo bằng đất, cát, đá dăm gia cố xi măng. - Về công nghệ thi công Đối với mỗi loại mặt đường BTXM và tùy thuộc vào thiết bị thi công mà có những yêu cầu về trình tự và nội dung công nghê thi công cụ thể riêng biệt. Tuy nhiên, sau đây là các bước cơ bản cần phải có trong công nghệ thi công mặt đường BTXM: + Hoàn thiện lớp móng; + Lắp đặt cốp pha trên móng (nếu có); + Thi công lớp ngăn cách; + Lắp đặt cốt thép các loại; + Thi công khe nối; + Trộn và vận chuyển hỗn hợp BTXM; + Rải và đầm nén hỗn hợp BTXM; + Hoàn thiện bề mặt, tạo nhám; + Bảo dưỡng; + Cắt khe; + Chèn khe; + Kiểm tra và nghiệm thu chất lượng mặt đường BTXM; Phạm Trung Dũng Page 13 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Về mặt thiết bị thi công. Để đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công mặt đường BTXM nhất thiết phải sử dụng các thiết bị thi công cơ giới từ trộn tới vận chuyển, rải và đầm BTXM. Tùy theo điều kiện và tính chất công trình mà lựa chọn các thiết bị gọn nhẹ linh hoạt đáp ứng yêu cầu thi công cho các tuyến đường có chiều rộng nhỏ hoặc những thiết bị đồng bộ hiện đại phục vụ cho các tuyến đường cấp cao hoặc công trường có khối lượng xây dựng lớn như sân bay. Đối với các tuyến đường cải tạo hoặc nâng cấp, việc tổ chức thi công vừa đảm bảo chất lượng mặt đường vừa phải đảm bảo giao thông thường gặp rất nhiều khó khăn. 1.2. Xu hướng phát triển mặt đường BTXM ở Việt Nam Mặt đường BTXM cốt thép được xây dựng tại đường Hùng Vương, Hà Nội năm 1975. Trên quốc lộ 2 đoạn Thái Nguyên – Bắc cạn xây dựng 30km đường BTXM vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ (phía Bắc cầu Chương Dương). Tiếp theo là trên quốc lộ 1A với tổng chiều dài các đoạn khoảng 30km vào năm 1999 tại các đoạn ngập lụt. Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Đông với chiều dài 86km, nhánh phía Tây với tổng chiều dài trên 300km. Quốc lộ 12A Quảng Bình với chiều dài 12km. Quốc lộ 70, đoạn thành phố Lào Cai... Mặt đường BTXM được sử dung hầu hết tại các sân bay như: Sao Vàng, Tân Sơn Nhất, Nội Bài, Phú Bài...Ngoài ra, loại mặt đường BTXM cốt thép liên tục lần đầu tiên được ứng dụng 1km tại quốc lộ 12A Quảng Bình và sau đó khoảng 500m tại trạm thu phí cầu bãi cháy. Phạm Trung Dũng Page 14 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Hình 1.1. Triển khai xây dựng đường BTXM tại khu đô thi Khai Quang, TP Vĩnh Yên,Vĩnh Phúc ( năm 2011) Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một số tỉnh như Thái Bình, Thanh Hóa, Hưng Yên...cũng có sử dụng mặt đường BTXM với kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tải trọng nhỏ và lưu lượng thấp. Theo thống kê của Bộ GTVT, tổng số đường giao thông nông thôn trong cả nước bao gồm 172437km, trong đó có 0.56% mặt đường bê tông nhựa và 21000km mặt đường BTXM. Hình 1.2. Làm đường BTXM giao thông nông thôn Phạm Trung Dũng Page 15 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT Hình 1.3. Máy rãi mặt đường BTXM bằng cốp pha trượt Phó Giáo sư Hoàng Hà - Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ Bộ GTVT cho biết: Đúng là đường BTXM có lợi thế vì chúng ta chủ động được nguồn nguyên liệu, công nghệ đơn giản, lại có nhiều tính năng nổi trội. Nhưng nhược điểm lớn nhất là mức đầu tư lớn... Trước mắt, ngành Giao thông chủ trương làm đường bê tông ở những nơi dễ bị sạt lở như nhánh Tây Trường Sơn, những vị trí độ dốc lớn như vùng núi phía Bắc mà nhựa đường không chịu được sụt lún… Bộ GTVT cũng đang ủng hộ quan điểm xây dựng đại trà đường BTXM vào từ năm 2015. Đây là lúc thuận lợi, bởi nguồn cung xi măng, đá, cát, sỏi dồi dào, trong khi ngành Xi măng lại loay hoay với đầu xuất khẩu chưa bao giờ được coi là thuận lợi. “Nguồn xi măng chúng ta tự sản xuất trong nước được rất dồi dào (năm 2012 sản lượng đạt 70 triệu tấn) thì ở góc độ đầu tư cho giao thông, hàng năm chúng ta phải bỏ ra nhiều triệu đô la để nhập nhựa đường - một loại sản phẩm phụ của công nghiệp chế biến dầu mỏ ẩn chứa những nguy cơ ô nhiễm môi trường. Nếu nghiêm túc suy nghĩ về cuộc vận động "người Việt dùng hàng Việt", thì sử dụng xi măng trong nước sản xuất làm đường bê tông thay cho nhập khẩu nhựa đường từ nước ngoài có phải là việc làm thiết thực”, ông Trần Văn Huỳnh - Chủ tịch Hội VLXD phân tích. Phạm Trung Dũng Page 16