Báo cáo khoa học: "LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

90
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sở Giao thông công chính Hà nội Tóm tắt: Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường là một trong những bước thực hiện quan trọng để lập kế hoạch/chiến lược bảo dưỡng đường. Có nhiều phương pháp tiếp cận để lựa chọn, từ rất đơn giản chỉ dựa vào đặc trưng hư hỏng riêng rẽ của mặt đường cho đến việc thực hiện một quá trình từ xác định chỉ tiêu tổng hợp các đặc trưng hư hỏng trong mối liên hệ với các yếu tố về lưu lượng giao thông, điều kiện tự nhiên để thỏa...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG"

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MẶT Đ ƯỜNG TS. TRẦN THỊ KIM ĐĂNG Trường Đại học Giao thông Vận tải NCS. TRƯƠNG THÁI HOÀ Sở Giao thông công chính Hà nội Tóm tắt: Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường là một trong những bước thực hiện quan trọng để lập kế hoạch/chiến lược bảo dưỡng đường. Có nhiều phương pháp tiếp cận để lựa chọn, từ rất đơn giản chỉ dựa vào đặc trưng hư hỏng riêng rẽ của mặt đường cho đến việc thực hiện một quá trình từ xác định chỉ tiêu tổng hợp các đặc trưng hư hỏng trong mối liên hệ với các yếu tố về lưu lượng giao thông, điều kiện tự nhi ên để thỏa mãn hàm mục tiêu lựa chọn về kinh tế kỹ thuật. Bài báo giới thiệu lần lượt các bước tiếp cận lựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường từ đơn giản đến phức tạp đó. Summary: Selection of pavement defect treatments is one of the major stages of road maintenance planning. There are several approaches towards selection of pavement defect treatments; from very simple one based only on a particular pavement performance criteria to a complicated process, including defining complex pavement performance index, combining it to related factors such as traffic and climate and meeting the proposed eco-technical objectives. The article introduces these approaching methodologies in order from the simplest. CT 2 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường là một trong những bước thực hiện quan trọng để lập kế hoạch/chiến lược bảo dưỡng đ ường bộ. Phương pháp lựa chọn có thể từ đơn giản, chỉ phụ thuộc vào đặc trưng hư hỏng riêng rẽ của mặt đường, đ ến phức tạp hơn dựa vào các chỉ tiêu tổng hợp hoặc phối hợp các chỉ tiêu tổng hợp đặc trưng mặt đường, rồi phức tạp hơn cả là đến phối hợp các yếu tố liên quan như lưu lượng giao thông, điều kiện tự nhiên… đ ể thỏa mãn hàm mục tiêu của tiến trình tối ưu hóa là có hệ thống mạng lưới đường với các chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất, hoặc có chi phí bảo dưỡng đường theo thời gian ít nhất hay tổng chi phí cho đường là tối thiểu…, thậm chí là thỏa mãn việc sử dụng một số vốn nhất định cho bảo dưỡng đường một cách hiệu quả nhất. Toàn bộ quá trình này có thể thể hiện một cách tổng quát theo sơ đồ hình 1. Quyết định một giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường trên thực tế là đưa ra một phương án mang tính kinh tế - k ỹ thuật. Nghĩa là, cần phải đưa ra một giải pháp hợp lý về tính kỹ thuật và phù hợp với nguồn vốn thông thường là rất hạn hẹp cho bảo dưỡng sửa chữa đường. Có hai nguyên tắc cơ bản đối với phương pháp luận tiếp cận lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa đường bộ: Nguyên tắc theo kế hoạch: Một khối lượng cố định công việc được xác định để tiến - hành vào một thời điểm nhất định hay vào các khoảng thời gian cố định. Nguyên tắc này thường được áp dụng cho các công việc có liên quan đ ến điều kiện môi trường, hoặc là đối với một số đoạn đ ường có khả năng xuống cấp nhanh mà vi ệc điều tra xác định hư hỏng phục vụ bảo dưỡng sửa chữa thường tốn phí một cách không cần thiết.
Nguyên tắc theo - điều kiện cần đáp ứng: Đưa ra các điều kiện giới hạn cho thời điểm và hình Thống kê thức thực hiện một loại hình công việc. Điều kiện giới hạn có thể đ ược thể Đánh giá mặt đường hi ện qua chỉ tiêu đặc trưng mặt đường riêng biệt, như Dự báo xuống cấp mặt đường độ bằng phẳng, độ nhám, cường độ mặt đường, chiều sâu vệt lún bánh xe, % diện Xác đ ịnh tình tr ạng hư hỏng tích mặt đường bị nứt…, hoặc theo chỉ tiêu tổng hợp như hệ số tình trạng mặt Lựa chọn giải pháp sửa chữa đường, hệ số hư hỏng mặt đường, hệ số kết cấu… Đánh giá ở Đánh giá ở Nguyên tắc theo điều kiện mức độ dự án Ưu tiên mức độ mạng (như là cần đáp ứng có thể đ ược tối l ưới, như là phương pháp ưu hóa trên cơ sở chi phí HDM đo độ võng bằng FWD) sửa chữa bảo dưỡng và tuổi Giải pháp bảo dưỡng sửa chữa thọ của mặt đ ường và hình thành nên phương p háp luận tiếp cận lựa chọn giải Đánh giá kinh t ế - kỹ thuật pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường ưu việt hơn do Hình 1. Các bước thực hiện lập kế hoạch/chiến lược TCT2 xét tổng thể kinh tế - kỹ bảo dưỡng sửa chữa mặt đường thuật đối với mặt đường. Nguyên tắc theo kế hoạch được áp dụng tương đ ối phổ biến ở Việt Nam hiện nay, với việc phân bố vốn và theo đó là các hình thức bảo dưỡng sửa chữa tương ứng với vốn đ ược phân bổ theo cấp đường và phân vùng địa hình. II. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG THEO ĐIỀU KIỆN CẦN ĐÁP ỨNG Một số phương pháp lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường theo điều kiện cần đáp ứng và vấn đề tối ưu hóa được lựa chọn để trình bày sau đây. 2.1. L ựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường theo các chỉ tiêu hư hỏng mặt đường riêng r ẽ Nghiên cứu của chuyên gia Ngân hàng Thế giới từ những năm 1960 đã đ ưa ra bảng khuyến cáo giải pháp sửa chữa mặt đ ường nhựa rất đơn giản và dễ sử dụng trên cơ sở lưu lượng giao thông, điều ki ện tự nhiên, loại hình và mức độ hư hỏng. Bảng kết quả này được tổng hợp trên cơ sở kinh nghiệm về điều kiện cần đáp ứng của mặt đường, đảm bảo có thể kéo dài tuổi thọ khai thác của mặt đường nhựa (xem b ảng 1). Cũng với cách tiếp cận lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường theo các chỉ tiêu đ ặc trưng mặt đường riêng biệt, một số biểu đồ được đưa ra để sử dụng cho mục đích này (xem hình 2).
Bảng 1. Lựa chọn giải pháp sửa chữa mặt đường nhựa theo dạng hư hỏng C ác mức điều kiện % phát % phát Loại hình hư Mức độ Hoạt động bảo dưỡng Hư hỏng triển hư khí hậu và giao triển hư hỏng hư hỏng sửa chữa hỏng hỏng thông Mọi mức ≤ 10 Mọi điều kiện Láng nhựa cục bộ - Bong bật mặt độ đường Láng nhựa toàn bộ mặt Mọi điều kiện > 20 - đường Chảy nhựa mặt Không có hoạt động Mọi điều kiện - - - đường sửa chữa Mọi mức Mọi điều kiện V á ổ gà - Ổ gà độ Thấp hơn Mọi điều kiện Vá mép mặt đường và > 20 - Vỡ mép lề lề cũ > đắp lại lề đường 150mm Mép đường tạo Mọi điều kiện Đắp lại lề đường > 50 mm > 50 - bậc với lề Lượng mưa > 1500 Nứt tại vệt Láng bịt vệt nứt < 10 mm - 5 lượng xe > 1000xe/ Nứt ngoài Láng bịt vệt nứt < 10 ngày vệt lún Láng nhựa mặt đường > 10 bánh xe Lượng mưa < 1500 Nứt tại vệt Láng bịt vệt nứt < 10 mm/ năm và Lưu lún bánh xe Láng nhựa mặt đường > 10 lượng xe 20 bánh xe Lún vệt bánh xe Mọi điều kiện C ó vết nứt Sửa chữa như trên nếu 10 - 15 > 10 (mặt đường láng tốc độ phát triển vệt ( mm) nhựa trên lớp lún chậm móng vật liệu Cần điều tra thêm nếu CT 2 hạt) tốc độ phát triển vệt lún nhanh Mọi điều kiện Nứt chỉ liên > 15 mm < 10 Vá quan đến - các vệt lún cục bộ Vá rộng ra ngoài vệt C ó các dạng vết lún và sửa chữa vết nứt - nứt khác theo mức độ phát triển vết nứt như trên Mọi điều kiện C ó vết nứt Cần điều tra thêm > 10 - Lún vệt bánh Lượng mưa > 1500 Có vết nứt Láng bịt vết nứt < 10 mm - 1000xe/ ngày Cần điều tra thêm > 10 móng vật liệu Lượng mưa < 1500 Có vết nứt Láng bịt vết nứt < 10 hạt) mm/ năm và Lưu Láng nhựa 10 - 20 lượng xe < 1000xe/ Cần điều tra thêm > 20 ngày Mọi điều kiện Nứt chỉ liên > 10 mm 5
C ác mức điều kiện % phát % phát Loại hình hư Mức độ Hoạt động bảo dưỡng triển hư khí hậu và giao Hư hỏng triển hư hỏng hư hỏng sửa chữa hỏng hỏng thông các mức độ phát triển hư hỏng như trên nếu tốc độ phát triển vệt lún chậm Cần điều tra thêm nếu tốc độ phát triển vệt lún nhanh Lún vệt bánh Lượng mưa > 1500 C ó vết nứt Láng bịt vết nứt < 5 mm - < 10 (mặt đường bê mm/ năm hoặc Lưu Láng bịt vết nứt và > 10 tông nhựa trên lượng xe > 1000xe/ láng nhựa móng vật liệu ngày hạt) Lượng mưa < 1500 C ó vết nứt Láng bịt vết nứt < 20 mm/ năm hoặc Lưu Láng bịt vết nứt và > 20 lượng xe > 1000xe/ láng nhựa ngày Mọi điều kiện C ó vết nứt Sửa chữa vết nứt theo 5 - 10 mm > 10 - các mức độ phát triển hư hỏng như trên nếu tốc độ phát triển vệt lún chậm Cần điều tra thêm nếu tốc độ phát triển vệt lún nhanh Mọi điều kiện Nứt chỉ liên > 10 mm 5 - Hình 2. Biểu đồ lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường theo mức độ hư hỏng
2.2. Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường theo các chỉ tiêu đặc trưng mặt đường tổng hợp Ngoài việc lựa chọn giải pháp bảo dưỡng theo một đặc trưng mặt đ ường riêng biệt, người ta có thể sử dụng hệ số tổng hợp, ví dụ như hệ số tình trạng mặt đường được sử dụng tương đối phổ biến ở nhiều quốc gia, tuy nhiên mỗi nơi hệ số này có thể bao gồm các đặc trưng mặt đường riêng biệt khác nhau và với tỉ trọng khác nhau giữa chúng để hình thành nên chỉ tiêu tổng hợp. Tiêu chuẩn bảo dưỡng sửa chữa mặt đường của Trung Quốc sử dụng chỉ tiêu này với giá trị lớn nhất C = 100 ứng với mặt đường hoàn hảo. Chỉ số tình trạng mặt đường thực tế được xác định bằng cách lấy giá trị lớn nhất này trừ đi các giá trị tương ứng với các loại hình hư hỏng và mức độ hư hỏng xuất hiện trên mặt đường: n m PCI  C   . A(Ti ;S j , Dij ).F(t,d) (1) i 1 j1 Với PCI – Chỉ số tình trạng mặt đường (Pavement Condition Index); C = giá trị lớn nhất của chỉ số tình trạng mặt đường (=100), ứng với mặt đường hoàn hảo; A(Ti ;S j , Dij ) - Số điểm phải trừ tùy thuộc loại hư hỏng T i, mức độ hư hỏng Sj và mật độ hư hỏng Dij (xem bảng 2); F(t,d) - Hệ số bình quân gia quyền khi trên một đoạn đ ường phát sinh nhiều loại hình hư hỏng ở mức độ nghiêm trọng. Ví dụ nếu trên một đoạn chỉ có một loại hư hỏng, hệ số = 1; nếu có hai loại hư hỏng, hệ số = 0.77 – 1.0, nếu có ba loại hư hỏng, hệ số = 0.59 – 0.71 và nếu có 4 loại hư hỏng, hệ số = 0.5 – 0.7. Các loại hình hư hỏng và mức độ hư hỏng, cùng với số điểm phải khấu trừ vào chỉ số tình CT 2 trạng mặt đường đối với mặt đ ường nhựa đ ược cho trong bảng 3, sau đó chỉ số tình trạng mặt đường tính toán được sẽ đ ược dùng đ ể lựa chọn hình thức bảo dưỡng mặt đường (xem bảng 4). Bảng 3. Các hình thức và mức độ hư hỏng và số điểm khấu trừ tương ứng cho mặt đường nhựa Mật độ hư hỏng (%) Mức độ Loại hình hư hỏng hư hỏng 0.1 1 5 10 50 100 Nứt rạn mai rùa Nhẹ 8 12 18 30 50 60 Vừa 10 14 22 35 55 75 Nặng 12 17 28 45 70 10 Nứt lưới lớn Nhẹ 5 8 16 25 32 40 Nặng 8 12 20 35 62 68 Lún vệt bánh Nhẹ 1 5 10 20 45 60 Nặng 3 10 20 30 60 80 Nhẹ Lún lõm 2 10 20 33 65 75 Nặng 4 12 27 40 75 100 Ổ gà Nhẹ 1 12 25 42 67 80 Nặng 10 17 30 52 77 100 Chảy nhựa 1 5 10 12 20 30 Không phân mức
Bảng 4. Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường Phân loại tình Rất tốt Tốt Rất kém Khá Trung bình Kém trạng mặt đường Chỉ số PCI ≤ 31 100 - 91 90 - 81 80 - 71 70 - 51 50 - 31 Biện pháp bảo Bảo dưỡng Sửa Sửa chữa Sửa chữa Sửa chữa lớn Không dưỡng cần thường xuyên chữa nhỏ nhỏ - vừa vừa – lớn – cải tạo Ngoài vi ệc sử dụng một chỉ tiêu tổng hợp như PCI, giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường còn có thể lựa chọn trên cơ sở phối hợp hai hay nhiều chỉ tiêu tổng hợp. Ví dụ, có hai chỉ tiêu tổng hợp về đặc trưng mặt đường là chỉ số tình trạng kết cấu (CIstruct ) và chỉ số tình trạng bề mặt (CIsurf), được xác định theo đặc trưng cơ bản của mặt đường: có giá trị lớn nhất là bằng 5 CIStruct = [A/5], có với giá trị lớn nhất là bằng 5 CIsurf = [(C+R)/15], với: A - chiều sâu vệt lún trung bình (mm); V - diện tích xuất hiện vết nứt (%); R - diện tích xuất hiện bong bật/ bong tróc mặt đường (%). Giải pháp sửa chữa mặt đường được xác định trên cơ sở ma trận kết hợp chỉ số CIstruct và chỉ số CIsurf . Bảng 5. Xác định giải pháp sửa chữa mặt đường theo CIstruct và CIsurf CIStruct CIsurf 0 1 2 3 4 5 XD lại 0 - - - - - XD lại 1 - - - - - TCT2 Láng mặt Láng mặt Láng mặt Láng mặt XD lại XD lại 2 Láng mặt Tăng cường Tăng cường Tăng cường XD lại XD lại 3 Tăng cường Tăng cường Tăng cường Tăng cường XD lại XD lại 4 XD lại XD lại XD lại XD lại XD lại XD lại 5 Đối với các tuyến đ ường có lưu lượng giao thông lớn, giải pháp xác định từ ma trận trên được phối hợp với giải pháp sửa chữa xác định được theo chỉ tiêu độ ghồ ghề mặt đường để xét đến chi phí vận doanh là chi phí đóng vai trò quan trọng trong tổng chi phí của đường. Bảng 6. Xác định giải pháp bảo dưỡng sửa chữa theo độ ghồ ghề của mặt đường cho tuyến đường có lưu lượng xe lớn Độ ghồ ghề IRI (m/km) Giải pháp Xây dựng lại kết cấu mặt đường > 10 Tăng cường mặt đường 4 - 10 Không cần giải pháp sửa chữa
các giải pháp bảo dưỡng cho các đoạn tuyến thỏa mãn hàm mục tiêu chọn lựa. Hay nói cách khác, quá trình tối ưu hóa thực chất là xác lập và thực hiện các ưu tiên. Trong xác lập ưu tiên, có xét đến nhiều yếu tố cùng với yếu tố hư hỏng của mặt đường. Có nhiều cách xác lập ưu tiên tùy thuộc vào điều kiện khai thác đ ường thực tế của từng vùng. Một ví dụ về xác lập ưu tiên dựa trên tỉ trọng của hệ số hư hỏng với các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện giao thông và đi ều kiện tự nhiên, khí hậu theo phương trình hệ số ưu tiên như sau: Y = 5.4 - 0.0263 (X1) - 0.0132 (X2) - 0.4 log (X3) + 0.749 (X4) + 1.66 (X5) (2) với: Y - hệ số ưu tiên có giá trị bằng 1 ứng với điều kiện rất kém và giá trị bằng 10 ứng với điều ki ện rất tốt (giá trị nhỏ chỉ ra rằng mặt đường cần được ưu tiên hơn đ ể sửa chữa); X1 - lượng mưa (5 - 10 inches/ năm); X2 - điều kiện băng tuyết (0 - 60 chu kỳ/ năm); X3 - điều kiện giao thông (100 - 100,000 xe/ ngày đêm); X4 - PSI (4.0-2.0); X5 - hệ số hư hỏng (+1.0 đến - 1.0). III. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU VỀ PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TRONG LẬP KẾ HOẠCH/CHIẾN LƯỢC BẢO DƯỠNG ĐƯỜNG ĐÔ THỊ Phương pháp luận tiếp cận để lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường đối với mạng lưới đường nội đô Hà Nội trong chương trình nghiên cứu dự kiến là phương pháp kinh nghiệm để thỏa mãn điều kiện cần đáp ứng, xét đến ưu tiên thỏa mãn tối đa có thể vể kỹ thuật (điều kiện cần đáp ứng về kỹ thuật) của mặt đường trên cơ sở nguồn vốn có thể dành cho bảo dưỡng mặt đường. Chương trình nghiên cứu bao gồm việc điều tra, thu thập các số liệu liên quan đến bảo dưỡng sửa chữa mặt đường nội đô Hà Nội trong 10 năm gần đây cho các tuyến đường lựa chọn với các nội dung: - Vốn và chi phí sử dụng cho bảo dưỡng sửa chữa mặt đường. - Tình trạng mặt đường phổ biến/dạng hư hỏng chính của mặt đường. - Giải pháp và công nghệ sửa chữa. CT 2 - Tuổi thọ trung bình của các giải pháp sửa chữa. - Phỏng vấn kinh nghiệm của các chuyên gia quản lý đường của Sở GTCC Các tuyến đường lựa chọn theo tiêu chí điển hình: - cho tuyến có xe buýt trong nội đô (điển hình về điều kiện giao thông) - đối với điều kiện thủy nhiệt nền – mặt đường (điển hình về điều kiện tự nhiên) - cho kết cấu mặt đ ường hiện có (bao gồm thiết kế kết cấu ban đầu và các lớp tăng cường). Kết quả của chương trình nghiên cứu sẽ đ ược sử dụng để thiết lập phương pháp lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường để áp dụng cho đường đô thị của Vi ệt Nam. Đây cũng sẽ là định hướng nghiên cứu để góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn bảo dưỡng sửa chữa đ ường bộ của Việt Nam và cũng là đóng góp cho phát triển hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường, phần thiết kế tăng cường mặt đường. Tài liệu tham khảo [1]. Road Maintenance Management - C oncepts and Systems - Richard Robinson, Uno Danielson, Martin Snaith - Macmillan Press on the WWW. [2]. Approach of Design and Survey for AWP2 & AWP3 - BCEOM Consultant’s Report, Network Preservation Program, Network Improvement & Preservation Project - Vietnam. [3]. Road Maintenance Management for District Engineers - Oversees Road Note 1-TRL-Uited Kingdom. [4]. Đ ánh giá chất lượng khai thác đường bộ (báo cáo nghiên cứu) - Dương Học Hải, 2006. [5]. Tiêu chuẩn ngành GTVT, 22 TCN 306-03 - Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng thường xuyên đường bộ, 2003 