Chương 1: Hệ thống quản lý khai thác đường ô tô

CHƯƠNG 1 - HỆ THỐNG QUẢN LÝ KHAI THÁC ĐƯỜNG Ô TÔ

1.1 - Hệ thống mạng lưới đường ô tô - các vấn đề quản lý

Chức năng, nhiệm vụ quản lý khai thác mạng lưới đường bộ

Quản lý đường bộ xuất phát từ lập luận cho rằng mạng lưới đường bộ là một tài sản cần được bảo dưỡng và cải tạo nhằm đạt được khả năng phục vụ tốt nhất, giữ gìn được giá trị tài sản ở mức cao nhất có thể và tuổi thọ phục vụ tối đa có thể. Mục đích quản lý đường là giúp mạng lưới có thể chống lại sự phát sinh các hư hỏng , giảm tốc độ xuống cấp của đường và đảm bảo giao thông thông suốt, an toàn, hiệu quả, tin cậy và ít gây nguy hại cho môi trường nhất. Các mục đích này đạt được thông qua một chuỗi các công việc và hoạt động, mà do tính hiệu quả quản lý của nó, phụ thuộc vào việc duy trì các thông tin cập nhật về đặc điểm và tình trạng của mạng lưới đường.

Các hoạt động quản lý bảo dưỡng mạng lưới đường bộ

Các công việc và các hoạt động được triển khai trong quá trình quản lý đường bộ thường được phân loại theo tần xuât thực hiện và đặc điểm của nguồn vốn, thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 - Các loại công việc quản lý bảo dưỡng đường bộ

Mức độ Tính chất Nguồn ngân sách Ví dụ thường xuyên

Thường theo định kỳ - Bảo dưỡng theo chu kỳ Thường xuyên Trong khoảng thời gian dưới 12 tháng - Bảo dưỡng sửa chữa

Định kỳ Vài năm một lần - Bảo dưỡng dự phòng Theo định kỳ hoặc ngân sách vốn - Làm lại bề mặt

- Lớp phủ

- Thi công lại mặt đường

- Các công trình khẩn cấp Đặc biệt Không thể dự đoán chắc chắn - Bảo dưỡng mùa mưa lũ Bảo dưỡng đột xuất trong mùa mưa, có thể là định kỳ

Phát triển - Mở rộng Thường là ngân sách vốn - Cải tạo Được lập kế hoạch tại các thời điểm khác nhau - Xây dựng mới

Các chức năng quản lý của hệ thống quản lý mạng lưới đường bộ

Hệ thống quản lý đường bộ được thiết lập để thỏa mãn các chức năng như sau:

 Lập kế hoạch

 Lập chương trình

 Chuẩn bị

 Vận hành

Bảng 1.2 - Các chức năng quản lý

Chức năng Mục đích quản lý Mức độ Thời hạn Cấp quản lý

Toàn bộ mạng lưới Dài hạn Lập kế hoạch - Xác định các ngưỡng, các tiêu chuẩn thực hiện quản lý (chiến lược) Các nhà hoạch định chính sách

- 1 -

- Xác định nguồn ngân sách

Chức năng Mục đích quản lý Mức độ Thời hạn Cấp quản lý

Các hạng mục có thể cần được xử lý Lập chương trình Xác định chương trình làm việc có thể được thực hiện trong phạm vi kỳ ngân sách Trung hạn (chiến thuật) Các Ban quản lý, các Giám đốc Dự án

Chuẩn bị Thiết kế các công trình Hợp đồng hoặc các gói công việc Năm ngân sách

Chuẩn bị hợp đồng và chỉ dẫn thực hiện Kỹ sư, kỹ thuật viên và cán bộ quản lý hợp đồng

Thực hiện Liên tục Thực hiện các nhiệm vụ theo chương trình Các đơn vị có các công trình đang được triển khai Các kỹ sư giám sát, cán bộ quản lý hợp đồng

Quản lý đường có thể được xem là một quá trình lồng ghép gồm các chu trình hoạt động tham gia vào từng chức năng quản lý như lập kế hoạch, lập chương trình, chuẩn bị và vận hành. Mặc dù mục tiêu của các chức năng này khác nhau nhưng các chức năng này đều hướng đến thông tin về mạng lưới đường bộ. Nói cách khác, cần liên tục có các thông tin phản hồi về các dữ liệu trong phạm vi chu trình quản lý và giữa các chu trình liên tiếp.

Chu trình quản lý mạng lưới đường

Quản lý đường bộ cũng như bất kỳ hoạt động quản lý nào đều bao gồm các nhiệm vụ như sau:

- Xác định các hoạt động

- Lên kế hoạch

- Phân bổ các nguồn lực

- Tổ chức và huy động nhân lực

- Kiểm soát công việc

- Điểu khiển và đánh giá mức độ hoàn thành

- Thu thập các phản hồi để tìm giải pháp cải thiện

Xác định mục tiêu

Đánh giá nhu cầu

Kiểm soát và kiểm toán

QUẢN LÝ THÔNG TIN (CÁC DỮ LIỆU)

Xác định các hoạt động

Thực hiện các hoạt động

Xác định các chi phí và các ưu tiên

Tất cả các hoạt động quản lý bảo dưỡng đường bộ có thể được thực hiện theo các bước như sau và có thể được hiểu là chu trình quản lý mạng lưới đường

- 2 -

Hình 1.1 - Chu trình quản lý mạng lưới đường

Xác định mục tiêu

Chính sách chung về thể chế trong Quản lý Đường bộ có ảnh hưởng quan trọng đến công tác quản lý đường. Chính sách đó sẽ xác định mục tiêu của quản lý đường. Xác định mục tiêu là bước đầu tiên cần thiết trong chu trình quản lý đường để xác định mỗi chức năng quan lý mà từ đó các hoạt động sẽ được tiến hành để đạt được mục tiêu.

Đánh giá nhu cầu

Bước cơ bản trong phân tích đánh giá nhu cầu là công tác thu thập số liệu. Các thông tin thu thập được sẽ giúp xác định các hoạt động cần phải tiến hành.

Xác định các hoạt động

Có thể có nhiều giải pháp cho để thỏa mãn các nhu cầu xác định được để đạt được các mục tiêu đặt ra. Vấn đề là cần phải xác định các hoạt động phù hợp để có thể thỏa mãn được mục tiêu quản lý được đặt ra.

Xác định các chi phí và các ưu tiên

Các hoạt động xác định được sẽ yêu cầu các chi phí tương ứng. Thông thường các chi phí được yêu cầu sẽ lớn hơn nguồn lực (nguồn vốn) có được. Việc xác lập các ưu tiên trong trường hợp này sẽ giúp công tác phân bổ nguồn vốn một cách hợp lý và có hiệu quả về mặt kinh tế.

Thực hiện các hoạt động

Bước này bao gồm toàn bộ các hoạt động cần thực hiện đối với chức năng quản lý. Việc thực hiện cần phải đảm bảo rằng các hoạt động được tiến hành theo đúng các tiêu chuẩn đảm bảo thực hiện được các mục tiêu quản lý. Công tác giám sát được xem là quan trọng trong bước thực hiện này

Kiểm soát và kiểm toán

Kiểm soát là chức năng thực hiện để cung cấp các phản hồi cho quan trình quản lý để thực hiện tiếp tục cho một chu trình quản lý sau. Ví dụ như các mục tiêu có thể được xác định lại căn cứ vào điều kiện thực tế, các đơn giá có thể sửa đổi căn cứ vào điều kiện thực của hiện trường hay các giải pháp kỹ thuật có thể được cải thiện trên cơ sở việc kiểm soát thực hiện.

Kiếm toán bao gồm kiểm toán kỹ thuật và kiểm toán tài chính là thực hiện các công việc kiểm tra để xác định lại các tiêu chuẩn hay các qui trình cần tiến hành.

- 3 -

Các hoạt động trên được gọi là một chu trình, vì nó là một quá trình lặp lại. Cũng tương tự như vậy đối với chức năng quản lý hệ thống mạng lưới đường, cũng có thể xem như là một chu trình được thực hiện từ : Xác lập mạng lưới→ Lập kế hoạch→ thực hiện, mỗi bước này lại là một chu trình quản lý mạng lưới đường (như thể hiện trong hình sau)

LÊN CHƯƠNG TRÌNH - CHIẾN LƯỢC

LẬP KẾ HOẠCH

THỰC HIỆN

Hình 1.2 - Quá trình lặp của chu trình quản lý mạng lưới đường

Các bước thực hiện trong chu trình quản lý mạng lưới đường bộ và các chức năng quản lý tương ứng được liệt kê trong bảng số 1.3 sau:

Bảng 1.3 - Chu trình quản lý mạng lưới đường bộ và các chức năng quản lý trong mỗi bước của chu trình

Các chức năng quản lý

Chuẩn bị Thực hiện Các bước trong chu trình quản lý Lập chương trình chiến lược Lên kế hoạch thực hiện

Xác định các mục tiêu - Thực hiện thiết kế Thực hiện các hoạt động thi công

- Lập kế hoạch thực hiện các công việc trong chương trình hoặc sử dụng nguồn vốn phân bổ cho năm tới - Xác định các giải pháp chung nhằm giảm thiểu tổng chi phí (chi phí toàn bộ vòng đời) cho cả mạng lưới. - Chuẩn bị các tài liệu hợp đồng và lập chỉ dẫn thi công

- Xác định tổng chi phí yêu cầu để thực hiện các giải pháp đã đề ra.

- 4 -

Đánh giá nhu cầu - Đánh giá nhu cầu có sử dụng các kết quả khảo sát về tình - Đánh giá nhu cầu bằng cách so sánh các đo đạc tình - Đánh giá qua tiến hành các khảo sát chi tiết về điều Các đánh giá được thực hiện để:

Các chức năng quản lý

Chuẩn bị Thực hiện Các bước trong chu trình quản lý Lên kế hoạch thực hiện

kiện của mạng lưới đường để thực hiện các thiết kế theo các tiêu chuẩn.

- Chuẩn bị các mẫu hợp đồng phù hợp. - kiểm tra chi tiết cho các công việc mang tính chất đáp ứng và các công việc bảo dưỡng định kỳ

Lập chương trình chiến lược trạng mạng lưới đường cho các công việc bảo dưỡng định kỳ, các dữ liệu lưu trữ cho các công việc mang tính chất chu kỳ hàng năm và các công việc đặc biệt (bảo dưỡng đột xuất) trạng mạng lưới với các tiêu chuẩn của bảo dưỡng định kỳ và của một số hoạt động bảo dưỡng đáp ứng và các số liệu lưu trữ cho công việc mang tính chất bảo dưỡng đột xuất

- lập tiêu chuẩn cho các công việc mang tính chất chu kỳ

Xác định các hoạt động

- Xác định các giải pháp sửa chữa theo tiêu chuẩn để tính toán nhu cầu về ngân sách Các lựa chọn công việc để duy trì tình trạng đường theo các tiêu chuẩn được yêu cầu - Thiết kế các giải pháp sửa chữa, lựa chọn giải pháp sửa chữa theo các tiêu chuẩn được áp dụng cho dự án - Lựa chọn các tiêu chuẩn, các chỉ dẫn kỹ thuật thực hiện phù hợp với mỗi hoạt động

Xác định chi phí và các ưu tiên Các đơn giá chi phí được áp dụng và các ưu tiên được khẳng định lại

- Chuẩn bị biểu khối lượng - Áp dụng các đơn giá để đưa ra yêu cầu về ngân sách với các công tác sửa chữa được ưu tiên để thỏa mãn được các hạn chế về đơn giá áp dụng các đơn giá và các phương án được ưu tiên để xây dựng một kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa trong phạm vi ngân sách Áp dụng các mục tiêu, các yêu cầu về nguồn nhân lực, thiết bị và vật liệu theo tiêu chuẩn

- Áp dụng các đơn giá để xác định yêu cầu về ngân sách trong trường hợp không xét đến ưu tiên

- Ban hành các tiêu chuẩn Thực hiện các thiết kế, các bản vẽ,.. Thực hiện công tác giám sát Thực hiện các hoạt động Trình nộp kế hoạch thực hiện công tác bảo dưỡng sửa chữa

- Ban hành các nhu cầu ngân sách dự kiến Chuẩn bị các hợp đồng và ban hành các chỉ dẫn thi công

Kiểm soát và kiểm toán Xem xét chương trình trước khi bắt đầu chu kỳ sắp tới - Xem xét các dự kiến trước khi tiến hành chu kỳ kế hoạch tiếp theo Rà soát hay kiểm tra thiết kế, rà soát hợp đồng hay chỉ dẫn thi công Rà soát các kết quả đạt được so với mục tiêu đề ra

- 5 -

Xem xét các trình tự lập kế hoạch - Xem xét trình tự lập kế hoạch Rà soát qui trình thiết kế Rà soát qui trình cho hoạt động quản lý thi công

Các chức năng quản lý

Chuẩn bị Thực hiện Các bước trong chu trình quản lý Lập chương trình chiến lược Lên kế hoạch thực hiện

Ít hơn một năm - Thông thường 3 - 5 năm Thông thường 1 năm Thời gian của chu kỳ hoạt động Một số ngày hoặc một số tuần

Chất lượng quản lý khai thác đường

- Xác định trách nhiệm quản lý: trách nhiệm quản lý của các cấp/ các phòng ban/ cá nhân

Mục tiêu cao nhất của quản lý khai thác mạng lưới đường là đảm bảo thỏa mãn yêu cầu của người sử dụng đường. Như vậy, các yêu cầu của người sử dụng đường phải được đưa vào các chính sách thể chế và các mục đích hoạt động của các cơ quan quản lý dường và cụ thể hóa các yêu cầu này trong các kế hoạch thực hiện các hoạt động quản lý khai thác đường. Một hệ thống quản lý mạng lưới đường đảm bảo chất lượng bao gồm các vấn đề sau đây:

- Qui trình quản lý (cho mỗi một hoạt động bao gồm trong quản lý khai thác và bảo dưỡng mạng lưới đường) cần phải được chuẩn hóa qua các tài liệu mang tính pháp lý và có qui trình kiểm tra, kiểm toán.

- Các hoạt động khai thác, bảo dưỡng phải được kiểm tra, giám sát và phê duyệt theo một qui

trong hệ thống quản lý khai thác đường cần được xác định rõ.

- Có qui trình chuẩn, bắt buộc để lưu ghi các hoạt động bảo dưỡng được tiến hành

- Thực hiện các hoạt động kiểm tra, sửa đổi thường xuyên đối với các hoạt động quản lý khai

trình chính thức mang tính pháp lý.

thác đường.

1.2 - Hệ thống mạng lưới đường ô tô - các vấn đề về thể chế

Phương thức thực hiện quản lý đường bộ và các hạn chế của mỗi phương thức chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, được chia theo nhóm nội yếu tố và ngoại yếu tố tương ứng với . Các nội yếu tố là những vấn đề nằm trong nội bộ hệ thống quản lý khai thác đường, bao gồm các vấn đề kỹ thuật và các vấn đề về thể chế.

Các vấn đề về kỹ thuật phản ánh năng lực của đơn vị quản lý để thực hiện các nhiệm vụ quản lý và bảo dưỡng, có thể xem như là phần cứng của nội yếu tố:

(1) Khả năng có được và sử dụng được các:

số liệu -

- các vật liệu và các nguồn cung cấp vật liệu

- máy móc và thiết bị để thực hiện các hoạt động quản lý và bảo dưỡng

(2) Khả năng thực hiện được:

- khai thác kỹ thuật mạng lưới đường

- kiểm soát các hoạt động và các phản hồi từ các hoạt động khai thác đường

(3) Khả năng tiếp cận được các nghiên cứu và các nguồn thông tin liên quan đến khai thác đường bộ.

Các vấn đề về thể chế liên quan đến hệ thống tổ chức quản lý, nguồn vốn, nguồn nhân lực,... Đây có thể xem như phần mềm của nội yếu tố, bao gồm

- 6 -

(1) Quản lý tài chính và các nguồn vốn, bao gồm cả lợi nhuận, nguồn ngân sách và các chi phí

(2) Hệ thống tổ chức và quản lý, bao gồm việc thực hiện chính sách, cơ cấu tổ chức quản lý hành chính, lập kế hoạch, lên chương trình thực hiện, công tác chuẩn bị cho các dự án bảo trì, duy tu đường và quản lý thực hiện các dự án.

(3) Nguồn nhân lực bao gồm cơ cấu thành phần và qui mô của nguồn nhân công, phát triển nghề và đào tạo trong các cơ quan quản lý khai thác đường.

Các ngoại yếu tố là các vấn đề mà bản thân các cơ quan quản lý khai thác đường không thể kiểm soát được, nhưng có thể gây trở ngại cho việc thực hiện khai thác và quản lý khai thác đường. Các ngoại yếu tố bao gồm:

(1) Các yếu tố môi trường đường bộ (môi trường tự nhiên và hầu hết các yếu tố môi trường xã hội)

(2) Khung chính sách thể chế

(3) Nền tảng văn hóa - xã hội của quốc gia

(4) Tình hình chính trị quốc gia

(5) Các vấn đề về kinh tế vĩ mô và nguồn lực quốc gia

(6) Chính sách về nhân công chung của chính phủ

(7) Các mối quan hệ với các cơ quan chính phủ.

Khung chính sách trong quản lý khai thác đường

Trong phần trình bày về chu trình quản lý, bước đầu tiên của chu trình là xác định chính sách và mục tiêu. Điều đó có nghĩa là khung chính sách tạo lập cơ sở để đưa ra các quyết định liên quan đến quản lý khai thác đường bộ. Cần phân biệt khung chính sách với kế hoạch chiến lược. Khung chính sách giải quyết vấn đề “làm cái gì” và “tại sao ”, còn kế hoạch chiến lược là “làm thế nào”; “ai làm”; “khi nào làm” và “làm ở đâu”. Chính sách có thể được hiểu là bao gồm:

(1) Các điều luật và các qui định liên quan, đặc biệt là các văn bản và các thông báo

(2) Các quyết định về các vấn đề quan trọng

(3) Các hướng dẫn chính sách và các qui trình được ban hành liên quan đến các cơ quan quản lý đường bộ.

Một khung chính sách cụ thể hóa các qui định và các yêu cầu cơ bản trong các quyết định về kỹ thuật liên quan đến mạng lưới đường bộ. Nếu khung chính sách được xác định tốt, sẽ có các hướng dẫn cụ thể để xác định các vấn đề như là phân bổ ngân sách, ưu tiên và các chức năng của các cấp quản lý hành chính mạng lưới đường bộ. Vai trò về kỹ thuật và chuyên môn của các cấp quản lý là đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp để thực hiện chính sách. Chính phủ cần kiểm tra xem chính sách được thực hiện như thế nào và nhận các phản hồi từ các cấp quản lý để xem xét cải tiến hoặc sửa đổi các chính sách trong tương lai.

 Tổng thể

 Các mục tiêu

 Các tiêu chuẩn

Một khung chính sách thông thường được thiết lập theo ba mức độ:

Khung chính sách ở mức độ tổng thể được thiết lập bởi các chính trị gia và các nhà hoạch định chính sách. Chính sách được thiết lập có mối liên quan mật thiết với chức năng lập kế hoạch - chiến lược trong quản lý mạng lưới đường. Một khung chính sách, mức độ tổng thể nói chung có thể bao gồm:

- 7 -

(1) Cung cấp mức độ phục vụ chấp nhận được cho người sử dụng đường, đảm bảo an toàn và kinh tế

(2) Giảm thiểu chi phí cho người sử dụng đường và chi phí quản lý đường trong phạm vi có thể có của nguồn ngân sách

(3) Thực hiện các hoạt động quản lý khai thác một cách đầy đủ, hiệu quả và an toàn, đảm bảo giảm thiểu các ảnh hưởng của các hoạt động đến môi trường

(1) Khuyến khích một thị trường quản lý khai thác hiệu quả phản ánh chi phí thực trong

Tùy thuộc mức độ phát triển kinh tế của mỗi quốc gia, mục đích phát triển trong từng giai đoạn, khung chính sách tổng thể về quản lý khai thác đường có thể khác nhau. Ví dụ về mức độ tổng thể của khung chính sách trong quản lý khai thác mạng lưới đường bộ tại Anh, ban hành năm 1996:

(2) Cung cấp nhiều cơ hội hơn cho lĩnh vực tư nhân

(3) Cung cấp cơ hội lớn hơn cho người sử dụng lựa chọn các dịch vụ vận tải có chất lượng tốt, an toàn và có khả năng tiếp cận cao và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế.

(4) Khuyến khích phát triển các hình thức vận tải cơ động, an toàn và đảm bảo an ninh

(5) Giảm thiểu các ảnh hưởng của giao thông đến môi trường

(6) Khuyến khích chính sách phát triển giao thông liên vận quốc tế

(7) Khuyến khích sử dụng đầy đủ, hiệu quả các nguồn lực và nâng cao trách nhiệm của

giao thông.

(8) Thực hiện các dịch vụ cấp phép, ban hành điều lệ và thanh toán một cách hiệu quả và kinh tế, duy trì chất lượng phục vụ cao cho sản xuất và cho cộng đồng nói chung

các cơ quan quản lý đường bộ

hay một ví dụ khác về khung chính sách ở mức độ tổng thể tại Ấn Độ:

(1) Đảm bảo giao thông thuận tiện, an toàn và phù hợp chung cho cộng đồng

(2) Đảm bảo các đầu tư vào đường, cầu và các thiết bị trên đường được bảo trì

(3) Đảm bảo duy trì tính thẩm mỹ và sự phù hợp của các công trình giao thông đến môi trường

(4) Các chi phí cần thiết về các nguồn lực cho mạng lưới đường phù hợp với các điểm nhấn của chính sách phát triển kinh tế mang tính chất liên tục.

Để thực hiện khung chính sách tổng thể, các mục tiêu và các tiêu chuẩn, các định mức thực hiện cho mỗi mục của khung chính sách tổng thể cần được xây dựng để đảm bảo các hoạt động quản lý khai thác mạng lưới đường được thực hiện theo đúng khung chính sách.

 Có thể lượng hóa (đo, đếm) được: các mục tiêu được lượng hóa để có thể xác định xem có

Các mục tiêu vì vậy cần được thiết lập đảm bảo các yêu cầu:

 Mang tính liên quan: các mục tiêu đảm bảo phù hợp và có thể áp dụng đối với các nhiệm vụ quản lý và chịu ảnh hưởng trực tiêu cảu các hoạt động nằm trong các nhiệm vụ của các cơ quan quản lý khai thác đường

 Mang tính đặc thù: các mục tiêu đảm bảo rõ ràng, cụ thể và riêng biệt để tránh gây ra sự

đạt được hay không và xác định khung thời gian để đạt được

 Các mục tiêu đảm bảo có thể đạt được: các mục tiêu mang tính thực tế, để đảm bảo các cơ quản lý đường có thể thực hiện được trong một khoảng thời gian phù hợp với nguồn kinh phí có được.

hiểu nhầm.

- 8 -

Các tiêu chuẩn và các ngưỡng can thiệp được thiết lập để đưa ra các tham số xác định xem các mục có đạt được hay không trong mỗi tình huống cụ thể. Các tiêu chuẩn và các ngưỡng can thiệp trong quản lý khai thác đường có thể khác nhau tùy thuộc mỗi quốc gia, thậm chí có thể khác nhau đối

với mỗi đơn vị quản lý đường khác nhau. Ví dụ, một đơn vị quản lý đường có thể đưa ra tiêu chuẩn và ngưỡng can thiệp để đảm bảo các mục tiêu trong khung chính sách chung có thể đạt được, nhưng có đơn vị chỉ đặt ra tiêu chuẩn và ngưỡng can thiệp đảm bảo mức độ phục vụ tối thiểu cho người sử đụng đường. Ngoài ra, các mục tiêu, các tiêu chuẩn và các ngưỡng can thiệp có thể khác nhau phụ thuộc vào chức năng của đường và phục thuộc vào mức giao thông trên đường, chúng cũng có thể khác nhau theo điều kiện cụ thể về địa hình.

Tóm lại, khung chính sách thiết lập cơ chế cho việc đưa ra các quyết định của các cấp quản lý đường. Các mục tiêu, các tiêu chuẩn và các ngưỡng can thiệp bao hàm trong khung chính sách là cơ sở cho việc thực hiện tất cả các hoạt động quản lý khai thác đường.

Chỉ số thực hiện

Chỉ số thực hiện quản lý khai thác đường bộ cần được xác định rõ ở mỗi cấp quản lý. Các chỉ số này cần phải phản ánh được khung chính sách, phục vụ cho các mục tiêu hoạt động của công tác quản lý khai thác.

Các chỉ số đánh giá thực hiện được thiết lập để phục vụ các mục tiêu sau đây:

- Làm công cụ để đưa ra các quyết định quản lý

Các chỉ số đánh giá thực hiện cung cấp các thông số đầu vào phục vụ các cấp đưa ra các quyết

định về quản lý như là các mức độ đầu tư, các chi phí bảo dưỡng và tần suất thực hiện các chi phí quản lý, các quyết định khai thác mạng lưới hàng này như là quản lý giao thông.

- Làm công cụ để dự báo

Các chỉ số đánh giá thực hiện cung cấp khả năng xây dựng các hệ thống cảnh báo sớm để xác định vị trí thích hợp cho thực hiện các hoạt động bảo dưỡng phòng ngừa đề phòng các hậu quả xấu và hạn chế tốc độ xuống cấp của mặt đường.

- Làm công cụ để thực hiện và kiểm soát

Các chỉ số đánh giá thực hiện được dùng để đánh giá mức độ đủ và thích hợp của các chính sách quản lý nhà nước và quản lý hành chính bằng việc đưa ra cơ chế và phương pháp đánh giá đối với thành công của các chính sách và các mục tiêu đã xác định trước.

- Là hệ thống kiểm tra và cảnh báo

Các chỉ số đánh giá thực hiện cung cấp thông tin cho người sử dụng đường, bao gồm cộng đồng kiểm soát hiệu quả đối với cộng đồng của hệ thống mạng lưới đường.

- Phân bố các nguồn lực

Các chỉ số đánh giá thực hiện hỗ trợ việc phân chia và kiểm soát hiệu quả các nguồn lực bằng

cách định lượng hiệu quả đầu tư tương đối của các giải pháp thực hiện. Ví dụ có thể dùng tương quan các chỉ số thực hiện để so sánh với tỉ lệ chi phí đầu tư giữa các khu vực hay của các địa phương

- Hỗ trợ hoàn thiện các hệ thống thông tin

Các chỉ số đánh giá thực hiện có thể cập nhật trong các hệ thống thông tin trong mối tương quan với các số liệu về chi phí xây dựng và các chi phí khác trong xây dựng và quản lý cơ sở hạ tầng.

- 9 -

Ngân hàng Thế giới (WB) gợi ý các chỉ số thực hiện nên được thiết lập trên cơ sở các danh mục chủ yếu được liệt kê trong bảng 1.4

Bảng 1.1 - Gợi ý của WB về các chỉ số thực hiện trong quản lý khai thác mạng lưới đường

Nhóm Hạng mục

Qui mô mạng lưới

Giá trị tài sản

Tổng số người sử dụng đường Cung cấp cơ sở hạ tầng Nhân khẩu học và kinh tế vĩ mô

Khả năng sẵn có

Mức độ sử dụng

Mức độ thuận tiện cho người sử dụng đường đánh giá

Hiểm họa mất an toàn cho người sử dụng đường Chất lượng dịch vụ Tính cơ động

Tính có thể tiếp cận

Chi phí của người sử dụng đường

Tiến độ giải ngân

Hiệu quả thực hiện Tiến độ thực hiện

Hiệu quả thực hiện

Chức năng đường

Hiệu quả cục bộ (khu vực) Hiệu quả bảo trì

An toàn giao thông

Hệ thống tổ chức

Khung chính sách cũng là cơ sở cho cơ cấu tổ chức quản lý khai thác đường, phù hợp với các yêu cầu của khách hàng là những người sử dụng đường. Một tổ chức quản lý mạng lưới đường bộ cần được bố trí để bao quát các lĩnh vực công việc sau:

Xây dựng chính sách

Chỉ đạo chung về mặt đường lối và quản lý tổ chức, thông thường là vai trò của cấp lãnh đạo/ ban giám đốc.

Quản lý đường bộ

- Lên kế hoạch, lập chương trình làm việc, chuẩn bị và thực hiện bảo dưỡng thường xuyên, bảo dưỡng định kỳ và các hoạt động phát triển mạng lưới đường.

- Thực hiện bảo dưỡng khẩn cấp: bảo dưỡng mùa mưa lũ và sau tai nạn

- Quản lý hành chính,

Phát triển tổ chức

- Nghiên cứu và phát triển

- Đào tạo.

1.3 - Hệ thống thông tin trong quản lý mạng lưới đường

- 10 -

1.3.1- Nhu cầu thông tin

Trong chu trình quản lý mạng lưới đường bộ, quản lý thông tin được đặt ở chính giữa chu trình quản lý. Tất cả các quyết định quản lý dựa vào đó đều là các thông tin phù hợp và cập nhật nhằm hỗ trợ các quyết định này. Để thực hiện các hoạt động quản lý mạng lưới đường, cần thông tin về các hạng mục như chi tiết mạng lưới, trọng tải trục xe và lưu lượng giao thông, chi phí và tình trạng của các tuyến đường v.v. ngược lại, các hoạt động này chính là các dữ liệu tương ứng làm cơ sở cho nguồn thông tin. Nhu cầu thu thập, lưu trữ và phân tích các đặc tính hình học, các đặc trưng mặt đường, đặc điểm an toàn, mức độ phục vụ và hiệu quả vận hành của mạng lưới đường được là cần thiết không chỉ cho công tác quản lý khai thác đường, mà còn rộng rãi trong cộng đồng những người sử dụng đường. Bên cạnh yêu cầu nhận biết các đặc tính vốn có của hệ thống mạng lưới đường, khả năng dự đoán qui luật phát triển và các ảnh hưởng đến khả năng đề xuất các chính sách trong tương lai lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn. Khả năng dự đoán đó giúp các nhà hoạch định chính sách thử nghiệm các phương hướng hành động nhằm quyết định chính sách và chiến lược nào sẽ đem lại nhiều hiệu quả nhất nhằm đạt được các mục tiêu mong muốn trong phạm vi các nguồn lực sẵn có.

Các dữ liệu cần phải cung cấp cơ sở cho các quyết định quản lý trong các lĩnh vực sau:

 Quyết định tình trạng đường tối ưu, các chiến lược quản lý và các chi phí cần để đạt được điều kiện này

 Quyết định tình trạng đường tối ưu trong phạm vi nguồn ngân sách hạn hẹp thực tế

 Đánh giá trình trạng đường và cầu trong điều kiện khai thác hiện tại

 Quyết định mức độ đầu tư phù hợp

 Ưu tiên cải thiện vốn và đầu tư vào công tác bảo dưỡng

 Dự báo ảnh hưởng của các hoạt động trong bảo dưỡng, nâng cấp đến tình trạng mạng lưới đường trong điều kiện tương lai và khả năng phục vụ của các tuyến đường

 Dự toán cho các hoạt động bảo dưỡng, nâng cấp đường

 Kiểm soát chi phí của các hoạt động được thực hiện

Thông tin quản lý loại này cung cấp cơ sở định lượng của cuộc đối thoại giữa bộ phận quản lý kỹ thuật và quản lý tài chính trong việc phân bổ nguồn vốn, đồng thời cũng có thể cung cấp cơ sở đối thoại giữa đại diện của người sử dụng đường và cơ quản quản lý khai thác đường khi quá trình quản lý mạng lưới đường đường được hoạt động với sự theo dõi kiểm soát công khai của cộng đồng. Các thông tin quản lý và hệ thống lưu trữ thông tin cần phải dễ hiểu để các nhân viên trong các cơ quan quản lý đường dễ dàng tiếp cận và sử dụng. Số lượng người sử dụng thông tin lớn đặt ra yêu cầu thông tin phải được trình bày dưới các hình thức phù hợp với các yêu cầu khác nhau của người sử dụng.

Các nhóm thông tin

Các nhóm thông tin trong hệ thống quản lý bảo dưỡng đường bao gồm:

 Đăng ký đường

 Giao thông

 Mặt đường

 Tài chính

 Các hoạt động

- 11 -

 Các nguồn lực

Bảng 1.2 - Các nhóm thông tin trong quản lý đường

Các nhóm thông tin Các thông tin được xem xét

Đăng ký đường Mạng lưới/vị trí trên mạng lưới

Yếu tố hình học

Trang bị/thiết bị hỗ trợ

Điều kiện môi trường xung quanh

Giao thông Lưu lượng

Tải trọng

Các vụ tai nạn

Mặt đường Kết cấu mặt đường

Tình trạng mặt đường

Các kết cấu công trình Đăng ký loại, vị trí của công trình

Tình trạng kết cấu

Tài chính Các khoản chi phí

Ngân sách

Lợi ích

Các hoạt động Các dự án

Các giải pháp bảo dưỡng dự phòng/ sửa chữa

Các hợp đồng

Các nguồn lực Nhân lực

Vật liệu

Thiết bị

1.3.2 - Lợi ích của việc vận hành hệ thống thông tin quản lý mạng lưới đường bộ

Việc thiết lập và vận hành hệ thống thông tin quản lý mạng lưới đường bộ mang lại nhiều lợi ích không chỉ đối với người làm công tác quản lý, mà còn có lợi đối với hiệu quả quản lý.

Quản lý kinh tế tốt hơn

- Khi sử dụng hệ thống thông tin quản lý đường đồng bộ, các quyết định ưu tiên dựa trên cơ sở lợi ích kinh tế; các biện pháp bảo dưỡng sửa chữa được lựa chọn trên cơ sở đem lại lợi nhuận đầu tư cao nhất trong khuôn khổ ngân sách hạn chế. Việc sử dụng hệ thống quản lý như vậy sẽ đem lại hiệu quả đầu tư cao hơn xét về kinh tế.

- Các ưu tiên dựa vào dự đoán xuống cấp của tình trạng mặt đường; các biện pháp xử lý được

lựa chọn theo thời điểm các biện pháp này được áp dụng trên cơ sở dự đoán xuống cấp về tình trạng tuyến đường chứ không phải dựa vào tình trạng hiện tại. Các giải pháp vì vậy sẽ đúng và hiệu quả hơn.

Có thể đưa và các khuyến nghị có ích hơn

- Độ sẵn có của thông tin về các xu hướng xuống cấp của đường trong tương lai và xu hướng

xuống cấp của đường theo lịch sử phát triển nhằm hỗ trợ việc tạo lập các yêu cầu ngân sách và chính sách đầu tư.

- 12 -

Hỗ trợ thiết kế tốt hơn

- Hệ thống thông tin về đường lưu trữ các thông tin tình trạng mặt đường bao gồm các hư hỏng được phân chia: theo hư hỏng bề mặt, hư hỏng kết cấu, hay hư hỏng khe nối (đối với đường bê tông),... sẽ có thể hỗ trợ việc lựa chọn biện pháp xử lý thích hợp và đúng đắn

- Có sẵn hệ thống dữ liệu để đưa vào thiết kế

- Cho khả năng xem xét các cách kết hợp dữ liệu chuyển hoá máy tính với dữ liệu hình ảnh (trong một số phần mềm quản lý đường cao cấp)

Hỗ trợ công tác giám sát

- Một hệ thống thông tin quản lý mạng lưới đường có thể hỗ trợ kiểm soát hiệu quả của công tác giám sát do luôn lưu trữ được các hư hỏng ban đầu, các thông tin thiết kế, các quyết định thiết kế và hồ sơ công việc. Việc so sánh đối chứng còn có thể cho phép đánh giá hiệu quả của các hoạt động bảo dưỡng sửa chữa và của các kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa.

Cải thiện hiệu quả chung cho quản lý mạng lưới đường

- Một hệ thống thông tin hoàn chỉnh và toàn diện sẽ có thể được sử dụng trong mọi giai đoạn của quá trình quản lý đường từ quyết định giải pháp đến quản lý thực hiện. Với một hệ thống như vậy, việc quản lý không chỉ đơn giản, không đòi hỏi hệ thống nhân sự cồng kềnh, tốn kém và còn giúp chuẩn hóa các bước thực hiện để đảm bảo hiệu quả của các hoạt động.

- Khả năng phân cấp của chương trình để đáp ứng nhu cầu của các cấp quản lý khác nhau. Với khả năng phân cấp của hệ thống từ giai đoạn vào, cập nhật số liệu sẽ khuyến khích áp dụng khảo sát cấp mạng lưới và cấp dự án để tận dụng được các nguồn lực kỹ thuật ở các cấp khác nhau.

- Hệ thống quản lý nếu được xây dựng một cách linh hoạt, có thể áp dụng cho các loại đường, cả đường chính và đường khu vực ở các mức chi tiết khác nhau. Với một hệ thống như vậy, có thể yêu cầu thu thập dữ liệu ở các mức chi tiết khác nhau tuỳ vào tầm quan trọng của đặc tính đường bộ được đưa vào quản lý.

- Các thông tin đầu ra của hệ thống thông tin quản lý đường có thể được xây dựng để trình bày theo các mẫu dễ hiểu có sử dụng văn bản và đồ thị kết hợp với các ghi chú linh hoạt. Các mẫu này có thể được lập trên cơ sở biểu mẫu lưu trữ, báo cáo để hỗ trợ người quản lý trong việc xuất các kết quả để báo cáo nhanh chóng, tiết kiệm thời gian quản lý.

2.3.3 - Các đối tượng sử dụng hệ thống quản lý đường bộ

Các đối tượng sử dung hệ thống quản lý đường bộ bao gồm:

Đối với hệ thống thông tin mạng lưới

- Tất cả các cán bộ quản lý đường bộ

Hệ thống lập kế hoạch

- Cán bộ quản lý cao cấp

- Đơn vị kinh tế, đơn vị lập kế hoạch trong ban quản lý

- Các đơn vị tài trợ

Hệ thống lập chương trình

- Các chuyên gia trong phòng bảo trì/quản lý đường bộ

- Cơ quan quản lý, phân bổ ngân sách

Hệ thống chuẩn bị

- Phòng bảo trì/quản lý đường bộ

- 13 -

- Phòng thiết kế

- Phòng đấu thầu/hợp đồng

Hệ thống vận hành

- Giám sát các công trình

2.3.4 - Các chi phí chính để thiết lập và vận hành một hệ thống quản lý mạng lưới đường bộ

Chi phí xây dựng chương trình

Chi phí xây dựng thông thường chỉ là chi phí cho một tư vấn để xây dựng phần mềm quản lý.

Các số liệu phục vụ để thử nghiệm chương trình thông thường do các cơ quan quản lý đường cung cấp căn cứ dữ liệu hiện có trên hệ thống quản lý hiện tại của cơ quan quản lý đường

Chi phí vận hành

Phần cứng máy tính

Chi phí mua phần cứng mới hoặc nâng cấp thiết bị cũ để đạt được tiêu chuẩn giống hệ thống mới bao gồm máy tính, máy in, thiết bị lưu giữ, đường truyền v.v

Hệ thống

Chi phí đăng ký hệ thống

Các đăng ký phần mềm khác

Chi phí đăng ký các phần mềm mua về hoặc chi phý đăng ký sử dụng với hệ thống bao gồm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, các giao diện hệ thống v.v.

Thiết bị thu thập dữ liệu

Chi phí thiết bị dùng kèm với hệ thống như thiết bị thu thập dữ liệu (máy ghi dữ liệu), thiết bị đo

độ sâu của rãnh, đồ bảo hộ lao động dùng trong khảo sát tình hình; Chi phí cần phải bao gồm chi phí phương tiện nếu các phương tiện này chỉ dùng với hệ thống.

Thiết lập mạng lưới

Tất cả các chi phí thiết lập hoặc lồng ghép một mạng lưới tham chiếu đã có cho hệ thống

Cổng mạng lưới tới cơ sở dữ liệu

Chi phí nhân sự và các chi phí để đăng nhập vào mạng lưới, truy cập vào cơ sở dữ liệu

Thu thập số liệu thống kê về đường Chi phí thu thập các số liệu thống kê đường hoặc cập nhật các bảng thống kế đường sẵn có

Cổng từ bảng kiểm kê tới cơ sở dữ liệu

Chi phí nhân lực và các chi phí tiếp cận bảng kiểm kê, truy cập vào hệ thống cơ sở dữ liệu

Đào tạo cán bộ ban đầu

Chi phí đào tạo cán bộ nhằm tạo điều kiện giới thiệu hệ thống, bao gồm cả việc đào tạo giám sát viên, cán bộ máy tính, cán bộ xây dựng v.v.

Chi phí vận hành hàng năm

Cán bộ hỗ trợ máy tính

Chi phí dành cho tất cả các cán bộ tham gia hỗ trợ vận hành máy tính

Cán bộ chuyên ngành

Chi phí dành cho tất cả các cán bộ chuyên ngành bao gồm giám sát viên, kỹ sư, cán bộ khảo sát v.v. cho việc thu thập, cập nhật và sử dụng hệ thống

- 14 -

Bảo dưỡng phần cứng

Chi phí bảo dưỡng máy tính, thiết bị bổ sung bao gồm tất cả chi phí mua máy tính

Bảo dưỡng phần mềm

Chi phí bảo dưỡng hệ thống cơ sở dữ liệu cũng như bất cứ chi phí nâng cấp và bảo dưỡng phần mềm cho bên thứ ba.

Bảo dưỡng mạng lưới

Chi phí giữ cho mạng lưới tham chiếu thông tin cập nhật bao gồm mọi cổng dữ liệu và khảo sát

Bảo dưỡng các bảng kê trong cơ sở dữ liệu

Chi phí cập nhật dữ liệu kiểm kê liên tục, bao gồm các cuộc khảo sát kiểm kê và cổng dữ liệu

Bảo dưỡng thiết bị

Chi phí duy trì hệ thống thu thập dữ liệu bao gồm cả các phương tiện đi lại

Lập hồ sơ và thuyết trình

Chi phí thu thập và thuyết trình hồ sơ

Lập chương trình bảo dưỡng hàng năm

Chi phí nhân lực

2.3.5 - Yêu cầu của hệ thống thông tin quản lý mạng lưới đường

Các yêu cầu cơ bản của các nhóm thông tin:

- Tính xác đáng

- Tính phù hợp

- Độ tin cậy

- Khả năng đáp ứng (các ứng dụng và các đối tượng sử dụng hệ thống)

Tính xác đáng

Mỗi hạng mục dữ liệu được thu thập và lưu giữ cần phải phù hợp với đầu ra do hệ thống yêu cầu. Các hạng mục dữ liệu khác. có thể xem là các dữ liệu mong muốn, đáng quan tâm hoặc có thể có ích trong tương lai, cần được tách khỏi các các dữ liệu cần thiết, xác đáng hoặc có thể sử dụng ngay trừ khi có một cách phân tích chi phí-lợi nhuận tốt phục vụ việc thu thập thông tin.

Tính phù hợp

Khối lượng dữ liệu và tần suất cập nhật thông tin là hai nhân tố chính quyết định chi phí vận hành hệ thống quản lý. Một số loại dữ liệu được cập nhật tại các thời điểm khác nhau trong một quá trình gồm nhiều giai đoạn. Yêu cầu về khối lượng và mức độ chi tiết của các dữ liệu thu thập ở các giai đoạn khác nhau có thể khác nhau, thông thường không ngừng bổ sung cập nhật chi tiết cho các thông tin cơ bản quy định ban đầu. Ví dụ, nhằm phục vụ cho việc đánh giá kết cấu mặt đường phục vụ lập kế hoạch chiến lược bảo dưỡng đường, dữ liệu tình trạng mặt đường cần bao trùm toàn bộ mạng lưới với tỉ lệ mẫu đại diện thấp, còn đối với thiết kế cho một dự án ở giai đoạn thực hiện chương trình, cần lấy mẫu lồng ghép trong phạm vi giới hạn của dự án để thu thập số lượng thiết kế và số lượng hợp đồng.

Độ tin cậy

Độ tin cậy của dữ liệu do các yếu tố sau quyết định:

- Độ chính xác của dữ liệu, được xác định bằng việc kết hợp tính chính xác (lỗi liên quan đến các số đo kích thước lặp lại được đo đạc tại các thời điểm khác nhau và các vị trí khác nhau).

- 15 -

- Mức độ bao trùm: đối với công tác lập kế hoạch cấp mạng lưới, cường độ lấy mẫu thấp là phù hợp, ngược lại đối với việc thiết kế công trình của dự án ở giai đoạn chuẩn bị, cần lấy mẫu tập trung trên toàn bộ khu vực dự án.

- Tính chất đầy đủ của dữ liệu có vai trò rất quan trọng vì các hạng mục bị mất sẽ làm giảm độ tin cậy của kết quả thu được.

- Tính cập nhật đảm bảo các dữ liệu vốn thay đổi nhanh chóng theo từng năm hoặc những dữ liệu có ảnh hưởng lớn đến quyết định cuối cùng được cập nhật thường xuyên hơn các dữ liệu thay đổi chậm hơn và ít nhạy cảm hơn.

Cần cân bằng độ tin cậy của dữ liệu với độ chắc chắn của kết quả. Ví dụ, độ chính xác cao, lấy mẫu tập trung toàn bộ mạng lưới, có thể đạt được bằng cách sử dụng thiết bị hiện đại, có thể coi là đầu tư quá mức nếu kết quả thu được chỉ dùng trong khâu lập kế hoạch chung.

Khả năng đáp ứng

Số lượng và chất lượng của các hạng mục dữ liệu và thu thập dữ liệu liên quan phải có thể đáp ứng được về mặt tài chính và nguồn lực cán bộ sẵn có để thu thập dữ liệu và duy trì dữ liệu ở trạng thái cập nhật. Phạm vi và chất lượng của dữ liệu là hai lựa chọn cần được cân nhắc với các nguồn lực quy định để có thể duy trì trong thời gian dài và cần cân nhắc với giá trị của các quyết định quản lý phụ thuộc vào hai yếu tố này.

Các đơn vị quản lý có các nguồn lực, kỹ năng khác nhau và có thể thay đổi theo thời gian. Đối với các tổ chức nhỏ hoặc vừa có các nguồn lực và kỹ năng hạn chế thì các loại dữ liệu cơ bản, đơn giản là phù hợp. Ở các tổ chức có nguồn lực và kỹ năng tốt hơn có thể thu thập phạm vi dữ liệu rộng lớn hơn, bao gồm cả việc sử dụng các phương pháp thu thập tự động hóa. Tuy nhiên, điều cần thiết là các dữ liệu thu thập và lưu trữ phải đáp ứng nhu cầu quản lý ở các cấp/ các mức độ khác nhau.

2.3.6 - Ứng dụng của hệ thống quản lý và các mô hình trong hệ thống quản lý

Các số liệu đầu ra của hệ thống thông thường có được từ việc kết hợp dữ liệu với mô hình.

Việc định rõ các dữ liệu đầu ra của hệ thống sẽ quyết định các hạng mục số liệu sẽ được thu thập và lưu giữ trong hệ thống, và loại mô hình được thiết lập dưới dạng các thuật toán và các phương trình tính toán cần thiết để xử lý các dữ liệu này. Do chi phí thu thập dữ liệu thường cao gấp 5 đến 10 lần chi phí mua phần cứng máy tính cho hệ thống, thiết kế dữ liệu chính xác là điều cần thiết để hệ thống quản lý hiệu quả.

Các dữ liệu đầu ra của hệ thống phụ thuộc vào người sử dụng hệ thống, với mỗi đối tượng

sử dụng ở các cấp độ quản lý khác nhau, có thể có các số liệu đầu ra của hệ thống khác nhau. Thông thường, cần phải cung cấp đầu ra ở ít nhất hai mức độ chi tiết: tổng hợp và chi tiết. Hầu hết các dữ liệu đầu ra sẽ được trình bày dưới dạng bảng biểu hoặc có thể là đồ thị. Ví dụ, đầu ra của hệ thống lập kế hoạch, được dùng trong quản lý cấp cao, thường sẽ dễ tiếp nhận hơn dưới dạng đồ thị, biểu đồ. Ví dụ như đối với tình trạng mặt đường, có thể thể hiện dữ liệu đầu ra bằng bình đồ duỗi thẳng có ký hiệu tình trạng mặt đường trên các đoạn khác nhau. Một số hệ thống trình bày đầu ra bằng đồ thị dạng bản đồ mô tả tất cả các phần của mạng lưới, với tỉ lệ chính xác theo cả hai chiều. Cách thể hiện này rất hữu ích vì thể hiện toàn bộ mạng lưới chính xác, tuy nhiên, có thể có chi phí cao và việc sử dụng cũng yêu cầu nhiều thao tác phức tạp, yêu cầu máy tính lưu trữ có dung lượng lớn, chất lượng tốt mà có thể không phù hợp với điều kiện giao thông địa phương.

Các dạng mô hình

Các dạng mô hình bao gồm các phương trình quan hệ và các thuật toán thường gắn với phần thiết kế của hệ thống. Rất nhiều các dạng mô hình trong một hệ thống, từ mô hình đơn giản chỉ mang ý nghĩa thống kê phản ánh thông thường, đến các mô hình rất phức tạp dự báo các biến thay đổi theo thời gian, mà lại là hệ quả của mô hình khác. Trong hệ thống quản lý đường bộ, các mô hình có thể thiết lập phục vụ các mục đích:

- Phản ánh các hạng mục của tuyến đường, với dữ liệu đầu ra ở dạng thể hiện các thông tin của tuyến đường, của mạng lưới đường dưới dạng bản đồ, biểu đồ hay các bảng thông tin

- 16 -

- Phản ánh tình trạng tuyến đường theo dạng chỉ số dựa trên các hư hỏng đo đạc được. Số liệu đầu ra đối với mục đích này cũng có thể ở dạng bản đồ, bình đồ duỗi thẳng thể hiện chỉ số

hư hỏng của mặt đường trên từng đoạn hay bảng thống kê chỉ số hư hỏng của mặt đường theo lý trình/ chiều rộng

- Dự báo tình trạng tuyến đường theo thời gian. Đây là một mô hình khá phức tạp với việc dự báo phát triển hư hỏng của tuyến đường dựa trên các phương trình phát triển hư hỏng của đường ứng với các điều kiện khai thác nhất định: điều kiện vùng miền, điều kiện giao thông, tình trạng mặt đường hiện tại, chế độ bảo dưỡng áp dụng,...

- Lựa chọn biện pháp bảo dưỡng phù hợp trên cơ sở tình trạng tuyến đường. Lựa chọn biện

pháp bảo dưỡng cũng là một mô hình phức tạp, có thể dựa trên một chỉ tiêu chất lượng nhất định hay trên cơ sở phối hợp các chỉ tiêu bằng ma trận hay bằng các hàm số quan hệ.

- Dự toán chi phí cho các hoạt động là một nội dung được thực hiện trên cơ sở biện pháp bảo dưỡng lựa chọn. Mô hình được sử dụng là mô hình tính toán chi phí trên với việc áp dụng các định mức cho công tác sửa chữa và đơn giá vật liệu, nhân công, máy móc,... Dữ liệu đầu ra chính là chi phí bảo dưỡng sửa chữa ứng với các hoạt động bảo dưỡng được lựa chọn để tiến hành.

- Dự đoán lưu lượng giao thông: là mô hình dựa trên quan hệ phát triển lượng giao thông (ví dụ quan hệ hàm số mũ, hay quan hệ hàm số tuyến tính với hệ số tăng trưởng giao thông hàng năm). Dữ liệu đầu ra tùy yêu cầu, thông thường là lưu lượng xe con quy đổi

- Phân tích tắc đường với các dữ liệu đầu vào là vị trí và thời gian ách tắc xe trên đường. Chi phí thời gian có thể được tính toán dựa trên dữ liệu đầu ra của phân tích tắc đường.

- Phân tích chi phí của người tham gia giao thông, thông thường bao gồm chi phí khai thác phương tiện và chi phí thời gian đi lại. Đây là mô hình rất phức tạp do các chi phí này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố biến đổi, chính là tình trạng đường

- Chuyển hoá ưu tiên công việc trong điều kiện nguồn ngân sách hạn hẹp, với mô hình lựa chọn ưu tiên khá phức tạp, phối hợp với nguồn ngân sách.

- Phân bổ nguồn vốn cho các khu vực địa lý, ngân quỹ, dự án,...

Ví dụ về dữ liệu đầu ra của hệ thống

Các dữ liệu đầu ra của hệ thống như đã được đề cập sơ bộ ở trên được để phục vụ các ứng

dụng trong quản lý đường. Tùy thuộc mức độ quản lý, cấp quản lý và yêu cầu cụ thể của ứng dụng, có thể thiết kế hệ thống để có được dữ liệu đầu ra mong muốn. Một hệ thống có thể rất tổng hợp, bao gồm nhiều mô hình, có thể sử dụng đáp ứng tất cả các ứng dụng của người quản lý, hoặc có thể ở phạm vi hẹp, mức độ đơn giản.

- Dữ liệu đầu ra phản ánh các hạng mục của đường được thể hiện dưới dạng bản đồ địa lý bao gồm nhãn hạng mục, chiều dài hạng mục, điểm đầu và điểm cuối theo số tham chiếu. Ngoài ra, có thể bao gồm một biểu thống kế mô tả hạng mục.

- Dữ liệu đầu ra của hệ thống lập kế hoạch có thể sẽ bao gồm:

+ Danh sách các hạng mục trình bày theo thứ tự ưu tiên và biện pháp xử lý cũng như dự tính chi phí tương ứng có thể được tài trợ trong năm ngân sách trong điều kiện vốn được xác định trước và nguồn ngân sách hạn chế. Người sử dụng hệ thống có thể làm việc tương tác với danh sách này để có thể sửa đổi các biện pháp xử lý, chi phí và thứ tự các dự án trong danh sách ưu tiên.

+ Danh sách các hạng mục do người sử dụng lựa chọn được trình bày theo thứ tự các hạng mục, tình trạng và các biện pháp xử lý đề xuất.

- 17 -

+ Danh sách các hạng mục do người sử dụng lựa chọn được trình bày theo thứ tự các hạng mục, tương ứng với lưu lượng và tải trọng trục xe và chi phí khai thác phương tiện.

Hình 1.3 - Đầu ra cho thống kê mạng lưới đường

+ Chương trình công việc được dự đoán trong giai đoạn 3 năm tương ứng với danh sách các hạng mục được sửa chữa.

- Dữ liệu đầu ra tương ứng với công tác chuẩn bị cho dự án bảo trì có thể bao gồm:

Thông tin thiết kế chi tiết (lựa chọn giải pháp và thiết kế chi tiết) +

Các gói công trình (theo như được cân đối để phân chia) +

Các yêu cầu công việc của dự án, bản kê khối lượng +

Ở Việt Nam đã khởi động khá nhiều dự án có liên quan đến thiết lập phần mềm quản lý mạng lưới đường bộ, tuy nhiên, việc duy trì sử dụng để phát huy hiệu quả là kém. Chưa có một phần mềm chính thức nào được sử dụng tại Việt Nam, và thiết kế bảo trì hiện nay vẫn chưa theo một qui trình chính thức về lựa chọn giải pháp. Công tác lập kế hoạch, chọn danh sách tuyến vì vậy cũng chưa được thực hiện trên cơ sở phần mềm quản lý và thiết kế bảo trì được thiết lập theo các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế. Nguồn vốn hạn hẹp cho bảo trì vì vậy cũng chưa được sử dụng một cách có hiệu quả.

- 18 -

Sơ đồ chung cho mô đun hệ thống thông tin phục vụ quản lý khai thác đường bộ

Số liệu đầu ra

Số liệu vào

Khung chính sách

Đăng ký đường

Các tiêu chuẩn và các ngưỡng can thiệp

Thông tin mạng lưới

Mặt đường

Lập kế hoạch

Công trình trên đường

Hệ thống cơ sở dữ liệu

Số liệu giao thông

Lên chương trình

Xử lý số liệu

Tài chính

Công tác chuẩn bị

Các hoạt động bảo trì

Vận hành - khai thác

Các nguồn lực bảo trì

Hình 1.4 - Mô hình thiết kế hệ thống dữ liệu thông tin đường bộ

1.4 - Công nghệ mới trong quản lý khai thác đường bộ

Hệ thống giao thông thông minh ITS

Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là ứng dụng kết nối công nghệ điện tử, công nghệ máy tính, công nghệ truyền thông và các thiết bị phát hiện - định vị tiên tiến, làm tăng tính hiệu quả và an toàn cho hệ thống mạng lưới đường. ITS bao gồm các công nghệ để:

i. quản lý và khai thác tốt hơn các tuyến đường hiện có, các tuyến giao thông công cộng và hệ thống hạ tầng đường sắt, làm giảm mức độ ách tắc và giải quyết các vấn đề về giao thông.

tạo điều kiện đi lại an toàn và thuận tiện hơn cho hành khách ii.

chuyên chở hàng hóa hiệu quả hơn và đảm bảo an ninh iii.

Nếu được sử dụng một cách hiệu quả, hệ thống ITS sẽ mở ra một phương pháp mới cho việc quản lý, khai thác, mở rộng, cải tiến và định hình hóa việc sử dụng hệ thống giao thông. ITS đã chứng minh khả năng có thể giải quyết cơ bản quản lý khai thác đường cao tốc. Kết hợp với công nghệ ITS, hệ thống quản lý đường cao tốc (FMS) bao gồm hệ thống điện, con người, các thiết bị và các chương trình chiến lược được sử dụng để thực hiện các mục tiêu cải tiến trong khai thác mạng lưới đường cao tốc. Một số các hợp phần ITS phổ biến được mô tả như sau:

- 19 -

- Hệ thống thiết bị giám sát và phát hiện - Các thiết bị này thu thập thông tin về dòng xe và về đặc trưng của đường cho phép người vận hành kiểm soát các điều kiện cụ thể trên đường cao tốc. Các đầu cảm biến điện từ có thể thu thập dữ liệu (lưu lượng, tốc độ và thời gian xe chạy), hay cung cấp các hình ảnh qua camera. Các số liệu được thu thập hỗ trợ các chức năng kiểm soát và phổ biến thông tin, cho phép người vận hành can thiệp một cách thích hợp. Các dữ liệu còn có thể được lưu giữ phục vụ các phân tích và đánh giá. Công nghệ cảm biến cho thể

cho phép hệ thống kiểm soát đường và các điều kiện môi trường như điều kiện thời tiết và nhiệt độ mặt đường. Các thông tin về điều kiện đường và môi trường thường được sử dụng để quyết định các hoạt động cần thiết, sử dụng hiệu quả các nguồn lực dành cho bảo dưỡng sửa chữa đường.

- Hệ thống máy tính và tích hợp các hệ thống - Các hệ thống quản lý đường cao tốc phụ thuộc

vào hệ thống máy tính để vận hành. Việc lựa chọn nền phần cứng và các phần mềm thích hợp phục vụ các chức năng nhất định, tích hợp các phần mềm và phần cứng phụ trợ thành một hệ thống hoàn thiện, và duy trì hệ thống hoàn thiện đó để quản lý mạng lưới đường cao tốc một cách có hiệu quả

- Trung tâm quản lý giao thông (TMC) - Các hệ thống máy tính và các phần mềm phù hợp,

giao diện người sử dụng và người vận hành, giao diện giữa những người vận hành và các thiết bị, nhân lực hỗ trợ khác thông thường được lắp đặt và vận hành trong trung tâm quản lý giao thông, mặc dù chúng cũng có thể được vận thành thông qua mạng lưới truyền thông mà không cần một trung tâm chính thức. Trong một hệ thống điều hành, trung tâm quản lý thông tin giống như bộ não trung tâm điều hành toàn bộ các hoạt động trong khu vực.

- Các hệ thống truyền thông - Việc khai thác hiệu quả toàn bộ các chức năng được đề cập ở trên cần hệ thống truyền dẫn các số liệu, các tín hiệu video và tín hiệu truyền thanh. Các hệ thống truyền thông truyền các số liệu và các tín hiệu hình ảnh, âm thanh từ hiện trường đến trung tâm quản lý giao thông, truyền các lệnh điều khiển từ trung tâm đến các thiết bị hiện trường, truyền số liệu giữa các cấp quản lý, đưa thông tin đến người sử dụng đường và cho phép các cá nhân sử dụng đường có thể liên hệ với nhau trong một khoảng cách nhất định.

Thiết bị theo dõi đánh giá hiện trạng mạng lưới đường

- Theo dõi tình trạng hư hỏng bề mặt

- Đặc trưng cường độ

- Độ bằng phẳng và độ nhám mặt đường

Các chỉ tiêu đánh giá hư hỏng của một số quốc gia trên thế giới

Tiêu chí đánh giá hư hỏng mặt đường theo Liên Xô và Cộng hòa Liên bang Nga hiện nay

Cộng hòa Liên bang Nga hiện nay sử dụng sáu tiêu chí để đánh giá chất lượng khai thác hay chính là mức độ hư hỏng của mặt đường, bao gồm

- Cường độ chung của kết cấu áo đường

- Độ bằng phẳng

- Độ nhám

- Độ hao mòn

- Năng lực thông hành

- Khả năng tiểm ẩn gây tai nạn

- 20 -

Trên cơ sở các tiêu chí này, các ngưỡng đánh giá mức độ hư hỏng và tương ứng là các loại hình bảo dưỡng sửa chữa đường được quyết định như được thể hiện trong bảng 1.5 ở dưới đây.

Bảng 1.3 - Các tiêu chí đánh giá mức độ hư hỏng của mặt đường và khung phân loại công tác bảo dưỡng sửa chữa.

Các điều kiện đường tương ứng các loại hình bảo dưỡng

Các tiêu chí Sửa chữa lớn Sửa chữa vừa Nâng cấp, cải tạo, làm lại mới ( khôi phục) Bảo dưỡng thường xuyên+ sửa chữa nhỏ

Vượt yêu cầu

1. Cường độ chung của kết cấu nền mặt đường Vượt hoặc bằng yêu cầu Nhỏ hơn yêu cầu (theo cường độ) Nhỏ hơn yêu cầu (thiếu cường độ)

2. Độ bằng phẳng mặt đường Đạt hoặc vượt yêu cầu Không đạt yêu cầu Có thể đạt hoặc không đạt yêu cầu (tức là không phụ thuộc độ bằng phẳng)

3. Độ nhám của mặt đường Đạt hoặc vượt yêu cầu Không đạt yêu cầu Có thể đạt hoặc không đạt yêu cầu

Không phụ thuộc độ hao mòn 4. Độ hao mòn của mặt đường Mòn quá mức cho phép Mòn bằng hoặc ít dưới mức cho phép

5, Năng lực thông hành thực tế Vượt so với lưu lượng xe chạy đếm được tại thời điểm đánh giá ở mức quy định* Thấp hơn so với mức quy định

6. Khả năng tiềm ẩn gây tai nạn Rất ít Ít Đáng kể Nhiều

Hệ số tai nạn 10 - 20 21- 30 31- 40 > 40

Với 6 tiêu chí trên, việc đánh giá khả năng phục vụ của đường là khá toàn diện.

Muốn sử dụng 6 tiêu chí trên phải có phương pháp đo đạc xác định các tiêu chí, phải chú ý đến việc thiết lập các ngưỡng qui định đạt yêu cầu. Các ngưỡng này tùy thuộc vào điều kiện phát triển kinh tế xã hội mỗi vùng miền.

Cách phân loại trên có một số tiêu chí không hề có mối liên hệ nào với hư hỏng của đường (trừ tiêu chí độ bằng phẳng), trong khi đối tượng của công tác sửa chữa là các hư hỏng trực tiếp trên đường Tiêu chí cường độ chung của kết cấu, nhiều trường hợp mô đun đàn hồi chung Eđh thấp nhưng mặt đường vẫn không hư hỏng, nếu chỉ xét một tiêu chí cường độ chung của kết cấu để quyết định ngưỡng phân loại sửa chữa lớn đối với mặt đường là chưa hoàn toàn hợp lý.

Chỉ số năng lực phục vụ của mặt đường theo AASHTO

Theo kết quả nghiên cứu của AASHTO ( Hiệp hội những người làm đường và vận tải Hoa Kỳ) quả thử nghiệm đường AASHO thì PSI (hệ số mức độ phục vụ của mặt đường - Present Service Index) được xác định tuỳ thuộc những hư hỏng xuất hiện trên bề mặt kết cấu áo đường với các quan hệ thực nghiệm dưới đây:

- Với mặt đường nhựa:

- 21 -

Trong đó:

C - tỷ lệ tổng diện tích mặt đường đã xuất hiện các khe nứt cấp 2 (các khe nứt đã phát triển thành mạng lưới nứt) và các khe nứt cấp 3 (nứt đã thành miếng vỡ rời rạc), C tính bằng ft2 trên 1000 ft2 (tương đương 92,9 m2) P - tỷ lệ diện tích mặt đường đã bị vá sửa (ft2/1000 ft2)

- độ sâu vệt hằn bánh xe trung bình của 2 dải vệt bánh

- phương sai độ dốc dọc trung bình của 2 dải vệt bánh, với

Trong đó:

n là số lần đo độ dốc dọc trung bình của 2 dải vệt bánh;

ii là trị số đo độ dốc lần i;

itb là trị số độ dốc dọc trung bình của n lần đo;

chú ý rằng SV càng lớn thì độ dốc dọc vệt bánh thay đổi càng nhiều, tức là mặt đường càng không bằng phẳng

Trong quá trình thực nghiệm, AASHTO đã cho các nhóm chuyên gia 7-10 người cùng đi trên xe chạy qua các đoạn đường có tính trạng hư hỏng khác nhau. Mỗi chuyên gia đều cho điểm theo thang điểm 5; từ 4 - 5 điểm là rất tốt, từ 3 - 4 điểm là tốt, từ 2 - 3 điểm là trung bình, từ 1 - 2 điểm là kém, từ 0 - 1 điểm là rất kém. Trong số chuyên gia cần phải đủ các thành phần nhà nghiên cứu về đường, lái xe, hành khách đi xe.... đồng thời với việc cho điểm, người ta xác định định lượng các yếu tố SV, RD, C, P của các đoạn đã được cho điểm (lấy điểm trung bình cộng của tất cả các chuyên gia) để từ đó lập ra được các phương trình hồi quy (các tương quan thực nghiệm) nói trên. , C, P Do đó ở phương trình trên ta dễ dàng nhận thấy khi mặt đường hoàn hảo tức là khi đều =0 thì PSI = 5,0 (riêng với mặt đường bê tông xi măng PSI = 5,41 > 5,0 đó là do sai số khi lập phương trình hồi quy gây ra).

Sau khi tập hợp các kết quả cho điểm của các chuyên gia AASHTO đã tổng kết :

Nếu PSI = 0: mặt đường hư hỏng đến mức xe không thể đi được

PSI = 2.0 : 85% người sử dụng đường không chấp nhận

PSI = 2.5: 55% người sử dụng đường không chấp nhận

PSI = 3.0: 12% người sử dụng đường không chấp nhận

PSI = 4.2 - 4.5: đường mới vừa làm xong

PSI = 5.0 chất lượng sử dụng đường hoàn hảo

Độ bằng phẳng của mặt đường

Đây là một tiêu chí có ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phục vụ của đường. Độ bằng phảng là một tiêu chí hiện đã có các phương pháp đo nhanh chóng và thuận lợi và có tiêu chuẩn quốc tế thống nhất (IRI - Internationnal Roughness Index)

Năng lực chống trơn trượt của mặt đường

Năng lực chống trơn trượt của mặt đường (độ bám của mặt đường) có thể được xác định bằng nhiều thí nghiệm khác nhau. Thí nghiệm điển hình để xác định chỉ tiêu này là thiết bị chùy lắc (con lắc Anh). Tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng phương pháp rắc cát (như được trình bày ở Chương 2 - theo Quy trình xác định độ nhám của mặt đường bằng phương pháp rắc cát 22TCN - 279 - 2001

- 22 -

Chỉ số tình trạng mặt đường và phương pháp ứng dụng của Trung Quốc

Chỉ số tình trạng mặt đường PCI (Pavement Conditions Index)

Cách này xuất phát từ Mỹ, Úc và các nước phương Tây và nay cũng được Trung Quốc nghiên cứu áp dụng, theo cách này, chỉ số tính trạng mặt đường PCI được xác định bằng cách lấy số điểm C = 100 cho mặt đường loại hoàn hảo, trừ đi tổng số điểm phải khấu trừ do các loại hư hỏng quan sát thấy xuất hiện trên mặt đường :

Trong đó:

C - điểm số cho tối đa với mỗi đoạn đường có mặt đường hoàn hảo( không xuất hiện bất kỳ hư hỏng nào trên mặt đường). Tuỳ nước có thể lấy C khác nhau nhưng thường lấy C = 100 điểm;

Ti - số loại hình hư hỏng ;

Sj - mức độ nghiêm trọng của loại hình hư hỏng. Có m mức độ, thường m = 3 mức độ nghiêm trọng nhẹ, nghiêm trọng vừa và nghiêm trọng nặng (gọi tắt là nhẹ, vừa, nặng);

a(Ti, Sj, Dij) là số điểm phải khấu trừ được xác định tuỳ thuộc loại hư hỏng Ti, mức độ hư hỏng Sj và mật độ hư hỏng hay phạm vi đường bị khấu trừ Dij;

F(t, d) là hệ số gia quyền phải xét đến khi trên một đoạn đường có nhiều loại hư hỏng với mức độ nghiêm trọng khác nhau cùng phát sinh. Ví dụ:

- Nếu trên một đoạn chỉ có 1 loại hư hỏng ( chỉ có nứt lưới nhỏ) và khấu trừ t điểm thì hệ số này là 1,0

- Nếu trên 1 đoạn có 2 loại hư hỏng: nứt lưới nhỏ (trừ đi t1 điểm) và ổ gà (trừ đi t2 điểm), tức là tổng số điểm khấu trừ tích luỹ t = t1 + t2 và số lần khấu trừ tức là 2 thì lúc đó phải nhân vào số điểm khấu trừ một hệ số F(t, d)=0.77 ~1.0 tuỳ theo t ( t tổng số điểm khấu trừ càng lớn thì hệ số F(t, d) càng nhỏ, cụ thể là khi t=130 thì F(t, d) =0.77 và khi t=20 thì F(t, d) = 1,0

- Tương tự nếu trên cùng 1 đoạn phải khấu trừ 3 loại hư hỏng thì F(t, d) = 0.59-0.71, nếu trên một loại phải khấu trừ đồng thời 4 loại hư hỏng thì tổng số điểm khấu trừ tích luỹ phải nhân với hệ số F(t, d)=0.5-0.7

- Nếu trên 1 đoạn phải đồng thời khấu trừ 5 loại hư hỏng thì hệ số F(t, d) tuỳ người đánh giá quyết định

Theo nguyên lý cách thức nói trên, Trung Quốc đã nghiên cứu vận dụng vào điều kiện cụ thể của Trung Quốc để đưa ra tiêu chí phân loại đuờng phục vụ việc lập kế hoạch sửa chữa theo chỉ tiêu PCI như ở bảng 1.4, bảng 1.6 là kết quả áp dụng công thức theo cách phân loại hư hỏng như ở bảng 1.4 với số điểm khấu trừ thì tuỳ thuộc loại hư hỏng, mức độ hư hỏng và mật độ hư hỏng như ở Bảng 1.5

Bảng 1.4: Phân loại các loại hình hư hỏng kết cấu mặt đường

Mặt đường nhựa Mặt đường BT Mặt đường đá dăm

xi-măng cấp phối Các loại hình hư hỏng(..trên bề mặt đường)

Nứt hoặc nứt gẫy Nứt dọc Nứt dọc

Nứt ngang Nứt ngang

Nứt lưới Nứt chéo, xiên

- 23 -

Nứt lưới lớn Nứt giao nhau(phá

Mặt đường nhựa Mặt đường BT Mặt đường đá dăm

xi-măng cấp phối Các loại hình hư hỏng(..trên bề mặt đường) hoại) Nứt phản ánh Nứt vỡ gốc tấm

Biến dạng bề mặt Vệt hằn bánh xe Lún sụt Vệt hằn bánh xe

Trồi lên Làn sóng Làn sóng

Lún Lún, sụt

Trồi lên Nồi lên

đẩy trượt Mất mui luyện hoặc mui luyện ngược

Hư hỏng bề mặt Chảy nhựa Nứt vằn, bong tróc

ổgà Rời rạc

ổ gà, hằn sâu

Mài mòn

Lộ đá

Hư hỏng khe nối Phụt bùn

Cập kênh

Sứt mẻ khe nối

Trồi lên

Vật liệu chèn khe không còn tác dụng

Bảng 1.5: Số điểm phải khấu trừ cho một loại hình hư hỏng( đối với mặt đuờng nhựa)

Loại hình hư hỏng Mức độ Mật độ hư hỏng (%)

0.1 1 5 10 50 100 nghiêm trọng

Nứt lưới nhỏ 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

Vệt bánh Nhẹ 1 5 10 20 45 60

Nặng 3 10 20 30 60 80

Lún Nhẹ 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

- 24 -

1 Nổi nhựa Không 5 10 12 20 30

Loại hình hư hỏng Mức độ Mật độ hư hỏng (%)

0.1 1 5 10 50 100

nghiêm trọng phân mức độ

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn đánh giá phân loại để lập kế hoạch sửa chữa

Rất tốt Tốt Khá Kém Rất kém Phân loại tình trạng hư hỏng Trung bình

Chỉ số PCI 100-91 90-81 80-71 50-31 <=31 70-51

Biện pháp sửa chữa Không cần Sửa chữa nhỏ Sửa chữa nhỏ- vừa Sửa chữa vừa- lớn Sửa chữa lớn hoặc cải tạo Bảo dưỡng thường xuyên

Khi tính số điểm khai khấu trừ theo bảng 1.5 thì cần lưu ý khai thống nhất quy định cách xác định mật độ hư hỏng và mức độ nghiêm trọng như ở bảng 1.7.

Bảng 1.7 - Căn cứ để xác định mức độ nghiêm trọng và mật độ hư hỏng

Căn cứ để xác định mật độ hư hỏng Loại hình hư hỏng Căn cứ để xác định mức độ nghiêm trọng Đơn vị tính Mật độ (%)

Nứt dọc, ngang L(m dài) Bề rộng khe nứt, mức độ vỡ tróc mép khe, tình trạng nhét kín khe

Nứt mai rùa S(m2) Bề rộng khe nứt, mức độ vở tróc mép khe, mức độ rời rạc và kích thước mảng nứt

Nứt thành miếng S(m2) Bề rộng khe nứt, mức độ vở tróc mép khe, mức độ rời rạc và kích thước mảng nứt

Nứt gẫy góc lấm X tấm Không phân mức độ nghiêm trọng

Số mảng vỡ X tấm Tấm BTXM bị vỡ

Lún sụt, xô dồn độ sâu lún, chênh lệch độ cao S(m2) trung bình của bước cồn sóng

S(m2) Vệt bánh, hằn sâu độ sâu vệt hằn chiều cao, đẩy trồi

X tấm Cập kênh tấm BTXM Chênh lệch độ cao giữa các tấm kê trên

X tấm Phụt bùn tấm BTXM Không phân mức độ nghiêm trọng

- 25 -

S(m2) Mài mòn, rời rạc, nồi Không phân mức độ nghiêm trọng

Căn cứ để xác định mật độ hư hỏng Loại hình hư hỏng Căn cứ để xác định mức độ nghiêm trọng Đơn vị tính Mật độ (%)

Đá vá sửa Mức độ hoàn hảo của miếng vá S(m2)

Ghi chú bảng 1.7

l - chiều dài các khe nứt tính bằng m

b - bề rộng mặt đường bị ảnh hưởng của khe nứt có nước, lấy b=0.3m, còn trong tiêu chuẩn song

ngữ" thiết kế mặt đường mềm" 22TCN -270-01 của nước ta lấy b=1.0m

A - tổng diện tích mặt đường của đoạn đường được điều tra (m2)

x - có tấm bị hư hỏng

s- diện tích có xuất hiện hiện tượng hư hỏng (m2) theo AASHTO và theo 22TCN -270-01

- Vệt hằn bánh được đo bằng thước dài 4ft (1,22) đặt ngang vệt hằn bánh rồi đổ sàn vệt hằn so với thước; cứ cách 25ft (7.5m) đo 1 trị số và lấy trung bình. Nếu vệt hằn sàn trong bình từ 6mm- 13mm được xem là mức độ nhẹ, 13-25mm xem là mức độ vừa và >25mm xem là nặng;

- Nứt dọc, nứt ngang được xếp mức độ nhẹ nếu bề rộng khe nứt <6mm, không gây xóc khi xe chạy qua, xếp mức độ vừa nếu bề rộng khe nứt >6mm và gây xóc xe, xếp mức nặng nếu nứt rộng và sân gây va đập mạnh khi xe chạy qua.

- Nứt thành lưới (mai rùa) được xếp mức nhẹ: các khe nứt chưa liên kết với nhau, vừa: các đường nứt đã liên kết lại thành mạnh; nặng : nứt lan ra ngoài phạm vi vệt bánh và liên kết với nhau như da cá sấu.

Chú ý rằng, tiêu chuẩn đánh giá phân loại để lập kế hoạch sửa chữa theo chỉ số PCI ( ví dụ như ở bảng 2-3) có thể sẽ khác nhau tuỳ theo điều kiện kinh tế - xã hội của mỗi vùng trong một nước hoặc tuỳ mỗi nước. Chẳng hạn như ở Trung Quốc nếu PCI = 51-70 ( bảng 2-3) thì với vùng có điều kiện kinh tế xã hội khá gỉa đá có thể

- Tiến trình sửa chữa vừa, còn nếu kém thì chỉ áp dụng sửa chữa nhỏ. Do đó, các ngưỡng phân loại sửa chữa ngoài sự phụ thuộc vào việc xây dựng thống nhất các tiêu chí phân loại hình sửa chữa, tiêu chí khấu trừ điểm tuỳ mức độ và mật độ hư hỏng ra còn phụ thộc vào điều kiện kinh tế phát triển của mỗi vùng, mỗi nước

Do đó, để phân loại công việc sửa chữa đường theo phương pháp luận, ở mõi nước cần phải tổ chức việc nghiên cứu riêng các tiêu chí nói trên, sau đó các nhà quản lý và chuyên gia đường bộ phải căn cứ vào tình hình thực tế đánh giá tình trạng mặt đường bằng chỉ số PCI để đề xuất các ngưỡng phân loại công việc sửa chữa phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội của nước mình.

Đánh giá mặt đường thông qua phối hợp đánh giá chỉ số kết cấu của mặt đường CIstruct (Pavememt Structure Condition Index) và chỉ số tình trạng mặt đường CIsurf (Pavement Surface Condition Index) của Thụy Điển

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 các đặc trưng cơ bản

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)

C: Diện tích xuất hiện vết nứt trên mặt đường (%)

- 26 -

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 , như được thể hiện trong bảng 1.8

Bảng 1.8 - Lựa chọn giải pháp sửa chữa mặt đường theo CIstruct và CIsurf

CIStruct CIsurf 0 1 2 3 4 5

0 - - - - - XD lại

1 - - - - - XD lại

2 Láng mặt Láng mặt Láng mặt Láng mặt XD lại XD lại

3 Láng mặt Tăng cường Tăng cường Tăng cường XD lại XD lại

4 Tăng cường Tăng cường Tăng cường Tăng cường XD lại XD lại

5 XD lại XD lại XD lại XD lại XD lại XD lại

Đối với các tuyến đường 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 (xem bảng 1.9)

Bảng 1.9 - 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

> 10 Xây dựng lại kết cấu mặt đường

4 - 10 Tăng cường mặt đường

< 4 Không cần giải pháp sửa chữa

Đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu áo đường để quyết định chiều dày mặt đường tăng cường

Khi mặt đường được quyết định tăng cường để đảm bảo kết cấu mặt đường đáp ứng được yêu cầu của tải trọng giao thông, chiều dày tăng cường thường được quyết định trên cơ sở năng lực chịu tải thực tế của mặt đường được xác định bằng một phương pháp đo thích hợp với phương pháp tính toán kết cấu mặt đường. Có hai phương pháp đánh giá năng lực chịu tải tương ứng với các phương pháp tính toán chiều dày tăng cường mặt đường:

- Phương pháp tính toán theo lý thuyết đàn hồi, sử dụng kết quả đo độ võng bằng cần đo độ võng Benkenman;

- Phương pháp tính toán chiều dày mặt đường tăng cường theo kinh nghiệm, trên cơ sở độ võng đo bằng cần Benkenman, sử dụng các toán đồ của Viện Asphalt;

- Phương pháp xác định chiều dày tăng cường theo phương pháp AASHTO - là phương pháp thực nghiệm theo độ võng đo được trên mặt đường bằng thiết bị FWD.

Sử dụng phương pháp đo xác định cường độ kết cấu nền đường nhanh chóng, thuận lợi (dùng cần Benkenmam hoặc chùy rơi FWD - Falling Weight Deflectometor), phải có tiêu chuẩn đánh giá cường độ là bao nhiêu là đạt yêu cầu tại thời điểm đo tương ứng với phương pháp đo. Do vậy phương pháp đánh giá cường độ chung của nền đường đủ hay thiếu sẽ gắn liền với phương pháp tính toán kết cấu áo đường mà mỗi nước đang sử dụng và độ tin cậy của kết quả đánh giá cũng phụ thuộc vào độ tin cậy của phương pháp tính toán cường độ áo đường.

Chỉ tiêu đánh giá mặt đường kèm theo thiết bị chuyên dụng xác định - chỉ số và thiết bị Viziroad - Cộng hòa Pháp

- 27 -

Mô tả sơ lược thiết bị

Thiết bị này được sử dụng để ghi lại dữ liệu, những yếu tố, sự hư hỏng dưới đây:

 Sự hư hỏng.

Nứt dọc ở ba cấp độ

Lún theo vệt bánh xe/sự biến dạng ở ba cấp độ

Nứt mu rùa ở ba cấp độ.

Miếng vá ở ba cấp độ.

Ổ gà ở ba cấp độ

Lớp vá láng ở ba cấp độ

Nứt ngang ở ba cấp độ.

Xói mòn đường viền ở ba cấp độ

Xác định các cấp độ sử dụng để vi tính hoá chỉ số VIZIR, có thể được hỗ trợ bằng phần mềm chuyên dụng kèm theo thiết bị

 Các công trình

Cầu

Cống (Cống hộp và cống ống hay nắp cống)

Các vùng đô thị hoá

Vai đường (3 cấp)

Thoát nước (3 cấp)

 GPS Centre Line.

Ghi lại một điểm tại độ cao xấp xỉ 25m.

 Video.

Cứ 25m lại chụp ảnh theo cả hai chiều tăng và giảm.

Chỉ số VIZIR (Is)

Chỉ số Vizir là chỉ số chất lượng mặt đường được phát minh bởi Mr Autret, làm việc tại Trung tâm Thí nghiệm Pháp, sử dụng một số ma trận và sơ đồ hình cây để quyết định chỉ số mặt đường được đánh số từ 1 đến 7, theo hình 1.4 dưới đây

- 28 -

Hình 1.4 - Chỉ số Vizir và hệ thống phân loại

Chỉ số Vizir được xác định trên cơ sở chỉ số hư hỏng dạng nứt (If) và chỉ số hư hỏng biến dạng (Id) được phối hợp với nhau và hiệu chỉnh để có giá trị từ 1 đến 7 tương ứng với mức độ hư hỏng của mặt đường tăng dần.

Chỉ số hư hỏng nứt được xác định theo 3 cấp độ tăng dần từ 1 đến 3, theo mức độ rộng của vệt nứt với mức độ phát triển vệt nứt cũng theo 3 cấp là % của diện tích mặt đường xuất hiện nứt. Ma trận chỉ số hư hỏng nứt được thiết lập với 5 giá trị từ 1 đến 5 theo mức độ nghiêm trọng của hư hỏng dạng nứt (xem hình 1.8)

Tương tự là đối với chỉ số hư hỏng biến dạng. Chỉ số hư hỏng biến dạng cũng được phân

10% -

Mức

cấp tăng dần từ 1 đến 3 và ứng với mức độ phát triển của hư hỏng biến dạng được tính bằng % hư hỏng biến dạng so với tổng diện tích của mặt đường (xem hình 1.8)

0-10%

>50%

0-10%

>50%

50%

độ

C h ỉ s ố

h ư h ỏ n g b i ế n

h ư h ỏ n g n ứ t

d ạ n g

1-2

4 - 5

C h ỉ s ố

1-2

h ư h ỏ n g t h ứ n h ấ t

4-5

10% -

Mức

0-10%

>50%

H i ệ u

50%

độ

Chỉ số hư hỏng ban đầu được xác định trên cơ sở chỉ số hư hỏng nứt và chỉ số hư hỏng biến dạng và sau đó được hiệu chỉnh theo mức độ và tỉ lệ diện tích mặt đường hư hỏng đã được sửa chữa (các vệt vá) để đưa ra hệ số hư hỏng Vizir Is (hình 1.5)

c h ỉ n h c h ỉ s ố

h ư h ỏ n g

Is = 0 ~ 7 lấy Is = 7 nếu > 7

- 29 -

Hình 1.5 - Nguyên lý và trình tự xác định chỉ số hư hỏng Vizir

Lưu ý, khi xác định chỉ số hư hỏng nứt, có thể xác định với nhiều loại hình nứt khác nhau, kết quả chỉ số nứt sẽ lấy theo loại hình nứt nào có chỉ số hư hỏng nứt lớn hơn.

Đánh giá chất lượng mặt đường theo chỉ số Vizir

Khi xây dựng kế hoạch bảo dưỡng đường, người ta phải đồng thời xác định chỉ số Vizir và độ ghồ ghề (IRI) của mặt đường để phối hợp đưa ra giải pháp bảo trì tương ứng với tình trạng của mỗi đoạn tuyến.



Chất lượng mặt đường đánh giá theo chỉ số Vizir Is



Is = 1 2: Nứt ít hoặc không nứt hoặc biến dạng; tình trạng mặt đường tốt, không cần bảo trì ngay.



Is = 3 4: Nứt một chút hoặc không biến dạng hoặc biến dạng mà không nứt; tình trạng mặt đường ở cấp trung, cần phải bảo trì nhanh mà không cần phải cân nhắc thêm nữa

Is = 5 7: Nứt và biến dạng trên phạm vi rộng; tình trạng mặt đường kém cần phải bảo trì lớn hoặc trải thảm

1.5 - Một số công nghệ có áp dụng hiệu quả trong bảo trì mặt đường nhưng chưa được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam

1.5.1 - Xử lý vết nứt

Phần nội dung này trình bày một số công nghệ trong sửa chữa và bảo dưỡng đường bộ, mà không mới so với công nghệ của các nước phát triển và một số nước trong khu vực, nhưng chưa

hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm mà chưa có tiêu chuẩn thi công nghiệm thu chính thức của Việt Nam, và chưa có trong nội dung Tiêu chuẩn kỹ thuật của Chương trình Bảo trì Mạng lưới

Quốc lộ NPP. Phần nội dung này cơ bản được tham khảo từ tài liệu của Viện Asphalt.

Láng bịt vết nứt

Láng bịt vết nứt không phải là một công nghệ mới và hiện đại. Láng bịt vết nứt nhằm hai mục đích:

- Chống nước thấm xuống các lớp kết cấu phía dưới, làm giảm cường độ kết cấu áo đường - Chống các vật liệu không thích hợp rơi chèn vào khe nứt, gây phát triển vết nứt khi vật liệu

mặt đường giãn nở, co ngót khi nhiệt độ thay đổi.

Có thể láng bịt vết nứt bằng các loại vật liệu như vữa bitum, bitum lỏng hay nhũ tương bitum. Khi các vết nứt còn được duy trì trạng thái được trám kín thì mặt đường giữ được ổn định. nhưng khi vết nứt bị nở ra hay co lại quá lớn, làm mất hiệu quả của vật liệu trám và vết nứt cần được trám lại. Trong các vùng khí hậu có biên độ thay đổi nhiệt độ lớn, việc trám lại vết nứt này cần được tiến hành thường xuyên hàng năm. Láng bịt vết nứt có chi phí tương đối thấp, nhưng khi thực hiện thường xuyên là giải pháp kéo dài tuổi thọ của đường khá hiệu quả.

Theo kinh nghiệm sử dụng của nước ngoài, tuổi thọ của vệt nứt sau khi láng đạt được từ 3 đến 8 năm phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng, tình trạng mặt đường và kỹ thuật sử dụng.

Cũng giống như giải pháp thoát nước, láng vệt nứt là hoạt động bảo dưỡng quan trọng. Nhiều dạng hư hỏng mặt đường sẽ nghiêm trọng hơn nếu cho phép nước ngấm vào kết cấu mặt đường. Giữ cho nước không thấm vào mặt đường là giải pháp cần thiết để làm chậm quá trình xuống cấp của mặt đường hay là tránh để mặt đường hư hỏng nghiêm trọng hơn.

- 30 -

Các vết nứt dăm nhỏ là các vết nứt có chiều rộng nhỏ hơn hoặc bằng 3mm, là các vết nứt do quá nhỏ nên rất khó trám. Nếu vết rạn nhỏ này xuất hiện trên phạm vi rộng, cần phải sử dụng giải pháp láng lại bề mặt đường, có thể bằng các giải pháp phun nhũ tương nhựa đường, láng đá nhựa một lớp, láng vữa nhựa hay láng nhựa rải cát. Giải pháp xử lý bề mặt chọn lọc cần sử dụng vật liệu dính bám có độ linh hoạt (độ chảy) tốt để có thể lấp kính các vết nứt dăm.

Các vết nứt nhỏ là các vết nứt có bề rộng từ 3mm đến 12.5mm và thường được đục rộng đến hoặc lớn hơn 6mm để tạo chỗ cho vật liệu trám. Các vết nứt được làm sạch và chèn kín. Nếu vết nứt sâu hơn 50 mm, có thể đặt thanh chèn để bảo vệ vật liệu trám.

Các vết nứt trung bình là các vết nứt có kích thước rộng từ 12.5 mm đến 19 mm. Với khe nứt này không cần đục rộng mà chỉ làm sạch và chèn kín bằng vật liệu trám. Thanh chèn cũng được đặt trước khi trám vết nứt nếu vết nứt sâu hơn 50mm

Các vết nứt lớn là các vết nứt rộng hơn 19mm, có thể được chèn kín bằng vữa nhũ tương bitum, hỗn hợp bê tông asphalt cát theo phương pháp nóng.

Các loại vật liệu có thể sử dụng cho mục đích láng bịt vết nứt bao gồm:

- Bitum lỏng loại MC-30, 70 và 250

- Nhũ tương bitum:SS-1; SS-1h; CSS-1; CSS-1h.

- Bitum cải tiến bằng phụ gia

- Hỗn hợp bê tông asphalt nóng, vữa bitum và hỗn hợp bê tông asphalt cát nóng

- Bitum (các loại) rải cát thấm.

Trình tự láng bịt vết nứt

Làm sạch các vết nứt sử dụng áp lực khí nén cao, máy thổi cát, máy quét, thổi khí nóng hoặc phụt nước áp lực cao.

Làm sạch vết nứt là bước thực hiện quan trọng, vì nếu vết nứt nếu không sạch và khô thì vật liệu trám vết nứt sẽ không dính được vào thành của vết nứt. Phương pháp làm sạch hiệu quả nhất là sử dụng máy thổi cát, nhưng là phương pháp thủ công. Thổi khí nóng được thực hiện bằng đầu thổi khí nén nóng kết nối với máy nén khí. Sau khi khe nứt được làm sạch, cần phải kiểm tra chiều sâu nứt để đặt thanh chèn hỗ trợ đối với các vết nứt rộng có chiều sâu lớn. Thanh chèn cần làm bằng vật liệu có khả năng nén, không bị trương nở, không thấm hút vật liệu và có nhiệt độ chảy hớn hơn nhiệt độ chảy của vật liệu chèn khe. Thanh chèn nên rộng hơn khe nứt khoảng 25% để không bị trượt hay trôi trong khe nứt sau khi được chèn.

Sau khi chuẩn bị xong, vết nứt được chèn bằng nhựa ở trạng thái lỏng bằng việc sử dụng đầu rót cầm tay. Lượng vật liệu chèn chỉ được rót vừa đầy khe nứt. Vật liệu chèn khe thừa cần được quét sạch bằng loại chổi thích hợp và khe chèn được phủ một lớp cát thấm.

Trình tự này được áp dụng để chèn các loại khe nứt nhỏ, khe nứt trung bình và khe nứt lớn. Riêng vết nứt dăm do quá hẹp nên vật liệu chèn khe không thể thấm xuống khe vứt. Vùng xuất hiện vết nứt dăm nên được láng nhựa một lớp.

Cần phải thận trọng khi áp dụng giải pháp láng vệt nứt đối với điều kiện thực tế của Việt Nam, khi mà hình thức hư hỏng nứt tại Việt Nam có nguyên nhân khác với các nước phát triển khác, thường liên quan đến cường độ các lớp móng, nghĩa là cường độ tổng thể của kết cấu áo đường. Trong trường hợp này, giải pháp trám vá vết nứt không có hiệu quả.

1.5.2 - Xử lý bề mặt đường cũ

Xử lý bề mặt mặt đường bằng nhựa là giải pháp đa năng, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và bảo trì mặt đường rải nhựa. Có một số giải pháp xử lý bề mặt mà đối với Việt Nam hiện nay, phổ biến là phương pháp láng nhựa nóng, với láng một lớp, hai lớp và ba lớp, và hiện đã có tiêu chuẩn và bắt đầu sử dụng nhũ tương bitum để láng.

- 31 -

Láng nhựa được coi là giải pháp kinh tế, dễ thực hiện và có khả năng kéo dài tuổi thọ của mặt đường. Láng nhựa làm kín mặt đường và kéo dài tuổi thọ của mặt đường, tuy nhiên, mỗi phương pháp láng nhựa có thể có các mục đích cụ thể khác nhau. Láng nhựa không tính vào kết cấu mặt đường, nhưng có thể tạo màng chống nước thấm xuống các lớp kết cấu phía dưới và tạo lớp hao mòn. Vì vậy, láng nhựa tuy là giải pháp đa năng để tạo lớp bề mặt đường tốt, nhưng không phải là

giải pháp cho tất cả các hư hỏng, đặc biệt là hư hỏng về kết cấu của mặt đường. HIểu được các ưu điểm và các hạn chế của các giải pháp xử lý bề mặt là cần thiết để có thể áp dụng giải pháp này một cách hiệu quả nhất. Trong mỗi trường hợp cụ thể, cần nghiên cứu về nhu cầu giao thông, đồng thời với việc đánh giá tình trạng mặt đường để xem có thể áp dụng được giải pháp xử lý bề mặt đường hay không.

Trong phần nội dung này, chỉ giới thiệu về các phương pháp xử lý bề mặt mà hiện chưa được sử dụng, cũng như chưa có tiêu chuẩn kỹ thuật thi công nghiệm thu được ban hành ở Việt Nam.

Phun nhũ tương bitum lên bề mặt đường (Fog Seal)

Phun một lớp mỏng nhũ tương phân tách chậm pha loãng với nước lên bề mặt đường. Có thể sử dụng nhiều tỉ lệ pha khác nhau - đến tỉ lệ một phần nhũ tương trong năm phần nước, nhưng tỉ lệ phổ biến sử dụng là 1:1. Các loại nhũ tương được sử dụng là SS-1, SS-1h, CSS-1, hoặc CSS-1h.

Phun nhũ tương có thể được xem như là một giải pháp bảo dưỡng tùy mục đích sử dụng kỹ thuật này. Tuy nhiên, đây không phải là một bước trong láng nhựa hay láng vữa nhưa. Kỹ thuật này có thể sử dụng để hồi phục lại bề mặt mặt đường bê tông asphalt rải nóng cũ đã bị khô và giòn do lão hóa, để trám vết nứt và các lỗ rỗng trên bề mặt và để ngăn chặn mặt đường bị bong bật.

Nhũ tương được hòa tan trong nước có độ nhớt khá nhỏ nên có thể chảy vào các khe nứt và các lỗ rỗng trên bề mặt đường dễ dàng. Nhũ tương ở trạng thái này đồng thời cũng có thể bao bọc được các hạt cốt liệu trên bề mặt đường.

Kỹ thuật này có thể làm kéo dài tuổi thọ của mặt đường và làm chậm lại yêu cầu bảo dưỡng lớn hay cải tạo mặt đường. Tổng lượng nhũ tương đã pha loãng được sử dụng trong kỹ thuật này là 0.45 - 0.7 lít/m2. Tỉ lệ sử dụng chính xác được xác định trên cơ sở cấu trúc, độ khô bề mặt và tỉ lệ bề mặt đường bị nứt hay bị bong bật. Tránh sử dụng tỉ lệ lớn vì có thể gây hiện tượng trượt và dính bánh xe. Trong trường hợp phun thừa vật liệu, cần khắc phục bằng việc rải một lớp cát mịn và sạch để thấm hút vật liệu thừa.

Công tác phun phủ bề mặt được thực hiện với điều kiện mặt đường khô, sạch, nhiệt độ không khí tối thiểu là 160C, thời tiết khô ráo. Cần bảo dưỡng mặt đường không cho phương tiện giao thông đi lại cho đến khi nhũ tương phân tách xong và bitum thấm hết xuống bề mặt đường. Thời gian bảo dưỡng này có thể thay đổi từ khoảng 1 h trong điều kiện khí hậu nóng và khô ráo đến 3h hoặc nhiều hơn trong điều kiện khí hậu mát và ẩm. Có thế sử dụng lu bánh lốp lu lèn bề mặt để làm giảm thời gian phân tách.

Phun chất phục hồi bitum cũ trong hỗn hợp mặt đường

Chúng ta đã biết, chất kết dính bitum gồm có hai thành phần, asphaltenes là thành phần rắn và maltenes, là thành phần lỏng. Trong quá trình lão hóa, maltenes bị ô xy hóa và tỉ lệ thành phần lỏng và thành phần rắn giảm đi và làm cho hỗn hợp đá nhựa bị khô và giòn. Chất phục hồi asphalt là các loại nhũ tương của thành phần maltenes. Theo tiêu chuẩn kỹ thuật (ASTM D 4552), loại nhũ tương này có thể chỉ bao gồm maltenes hay là hỗn hợp maltenes với lượng khác nhau asphaltenes.

Cũng giống như kỹ thuật phun nhũ tương bitum bề mặt, chất phục hồi bitum cũ trong hỗn hợp mặt đường được sử dụng như là giải pháp bảo dưỡng mặt đường. Tỉ lệ tưới lên mặt đường đóng vai trò quyết định. Cần phải thí nghiệm trên đoạn tưới thử để để xác định lượng tưới phù hợp đảm bảo đủ hấp thụ xuống mặt đường cũ. Thực hiện tưới sau đó cần được kiểm soát để đảm bảo đúng hàm lượng tưới đã được xác định.

Chất phục hồi bitum mặt đường cũ có thể sử dụng trong trường hợp tái chế mặt đường làm dung môi tái chế để phục hồi lượng bitum cũ trong hỗn hợp tái chế.

Láng nhựa găm đá tạo nhám (Chip Seal)

- 32 -

Tưới nhựa găm đá thực chất là kỹ thuật láng nhựa như được hiểu theo nghĩa láng nhựa truyền thống là giải pháp bảo vệ mặt đường dưới ảnh hưởng của ánh nắng mặt trời và nước. Một tác dụng nữa

của kỹ thuật này là tăng cường khả năng chống trơn trượt của mặt đường do cốt liệu đá găm trên bề mặt tái tạo cấu trúc nhám của mặt đường.

Kỹ thuật truyền thống như đã biết bao gồm các lớp chất dính kết (bitum nóng hoặc nhũ tương) được phủ bằng cốt liệu đá đồng kích cỡ, theo một lớp, hai lớp hay ba lớp. Công nghệ mới muốn đề cập ở đây chính là chất dính kết có cải tiến và thiết bị láng tự động, hiện chưa sử dụng ở Việt Nam.

Chất dính kết cần được lựa chọn trên cơ sở:

- Nhiệt độ của bề mặt láng

- Nhiệt độ không khí

- Độ ẩm và gió

- Tình trạng bề mặt láng

- Loại và tình trạng của cốt liệu láng sử dụng

Loại chất dính kết được xem là thích hợp để sử dụng nếu:

- Có độ linh động (độ chảy) đủ để phun và bao bọc đều trên bề mặt láng, nhưng phải đủ độ nhớt để dính đều, không đọng lại thành các vũng trên bề mặt rải và không chảy hết ra khỏi phần mui luyện của mặt đường.

- Sau khi tưới, chất dính kết còn lại độ đặc đủ để làm ẩm cốt liệu láng

- Chất dính kết có khả năng đông đặc và phát triển độ dính bám nhanh chóng

- Sau khi được lu lèn và đông đặc, tất cả các cốt liệu láng đều dính chặt với bề mặt đường, không bị bong khi có xe chạy qua

- Chất dính kết được tưới với tỉ lệ đủ để không gây hiện tượng chảy nhựa mặt đường hoặc gây trượt bề mặt.

Trong điều kiện khí hậu khô, nóng bitum đặc có thể sử dụng được, nhưng tốt nhất nên chọn nhũ thương bitum phân tách nhanh. Các loại chất dính kết thích hợp cho láng mặt đường là các loại nhũ tương RS-1 và RS-2; CRS-1 và CRS-2; MS1 và các loại nhựa đặc, nhưng được phân loại theo Superpave là PG46-34; PG52-28; PG58-28; PG64-22 và PG-70-22. Tuy nhiên, tài liệu của Viện Asphalt lưu ý rằng, khi sử dụng nhựa đường đặc theo phân loại của Superpave (PG), cốt liệu láng cần được nung nóng trước khi rải. Ngoài ra, hiện nay người ta còn sử dụng các loại bitum đặc hoặc nhũ tương có phụ gia polime cho kỹ thuật láng nhựa trong xây dựng và bảo dưỡng mặt đường.

Thiết bị láng nhựa tự động bao gồm máy tưới bitum và rải cốt liệu.

Máy tưới bitum là thiết bị quan trọng trong kỹ thuật láng nhựa, giúp tưới bitum đều với tỉ lệ chính xác theo như đã được xác định trước. Máy tưới bitum gồm có xe tải hoặc xe kéo theo chở bồn chứa bitum dung tích từ 3,000 - 20,000 lít. Hầu hết các máy tưới nhựa đều được lắp đặt hệ thống đun nóng tự động để duy trì nhiệt độ của chất dính kết khi rải. Máy tưới có thể bao gồm hệ thống bơm tự hành để bơm được các loại chất dính kết từ dạng nguội như nhũ tương bitum đến loại bitum đặc được đun nóng đến nhiệt độ ứng với độ nhớt phun. Hệ thống phun bao gồm thanh gắn đầu phun để phun chất dính kết xuống mặt đường, với chiều rộng một lượt có thể thay đổi từ 1.8 m đến 9.1 m, phụ thuộc vào chiều rộng cần phun và công suất bơm.

- 33 -

Một trong những bộ phận quan trọng nhát của máy tưới là thanh phun. Để đạt được kết quả phun tốt, kích cỡ của các đầu phun phải phù hợp với loại chất dính kết sử dụng và loại chất dính kết lựa chọn. Trước khi sử dụng, các đầu phun cần được kiểm tra để đảm bảo thích hợp và không bị hư hỏng. Ngoài ra, góc của trục dọc với độ mở của đầu phun cần được điểu chỉnh để đảm bảo các đầu phun phun vừa trong phạm vi nhất định, không trùm lên nhau và cũng không có khoảng lỏi ở giữa. Chiều cao lắp thanh phun cũng cần lưu ý, vì nó cũng sẽ ảnh hưởng đến khoảng phun và tỉ lệ phun.

Thiết bị rải cốt liệu là bộ phận quan trọng thứ hai sau máy tưới chất dính kết, đảm bảo rải một lượng cốt liệu đều trên bề mặt với tỉ lệ yêu cầu. Có ba loại thiết bị rải cốt liệu. Một là thiết bị rải kéo theo gắn trực tiếp với xe tải. Loại thứ hai và thiết bị rải cơ học, cũng là thiết bị kéo theo nhưng có bánh để hỗ trợ rải cốt liệu. Loại thứ ba là loại thiết bị rải cơ học tự hành, có thể kéo xe tải chở cốt liệu và cung cấp năng lượng vận hành rải.

Thiết bị rải cốt liệu có thể điều chỉnh tốc độ của các băng chuyền cấp liệu và do đó điều chỉnh được dòng cốt liệu vào trong phễu thích hợp với dòng cốt liệu được rải từ phễu. Các sensor điều chỉnh mức vật liệu trong phễu rót, kết hợp điều chỉnh tốc độ của băng chuyền sẽ đảm bảo vận hành tỉ lệ rải đồng nhất.

Láng vữa nhũ tương bitum (Slurry Seal)

Vữa nhũ tương bitum là hỗn hợp bao gồm cát cấp phối tốt, bột khoáng (nếu cần), nhũ tương bitum và nước, dùng để xử lý mặt đường. Kỹ thuật này được sử dụng cho cả bảo dưỡng dự phòng và bảo dưỡng sửa chữa cho mặt đường rải nhựa, nhưng không làm tăng cường độ của kết cấu mặt đường. Các phần mặt đường hư hỏng về kết cấu hoặc có cường độ kém đều cần phải được sửa chữa trước khi láng vữa nhũ tương bitum. Các dạng hư hỏng như lún vệt bánh, lồi lõm, hư hỏng mép đường, thiếu mui luyện, gợn sóng hay tất cả các phần không bằng phẳng khác của mặt đường làm giảm chất lượng xe chạy đều phải được sửa chữa trước khi láng vữa nhũ tương bitum.

Lớp vữa láng trên mặt đường rất có hiệu quả do làm giảm các hư hỏng bề mặt liên quan đến hiện tượng ô xi hóa bitum làm hỗn hợp mặt đường hóa giòn. Lớp vữa láng còn có thể trám kín các vết nứt, ngăn chặn bong bật cốt liệu, tạo lớp bề mặt kín nước và cải thiện khả năng chống trơn trượt và tình trạng mặt đường. Kỹ thuật láng vữa có một số ưu điểm:

thi công nhanh chóng -

- không cần cốt liệu láng

tạo bề mặt tốt cho kẻ các vạch vẽ điều khiển giao thông trên mặt đường -

có khả năng sửa chữa bề mặt ghồ ghề ít -

ít ảnh hưởng đến cao độ vỉa -

- không yêu cầu điều chỉnh các hố ga thoát nước hay các công trình kỹ thuật khác

cải thiện mỹ quan bề mặt đường. -

Vật liệu sử dụng cho láng vữa nhũ tương bitum

Cốt liệu sử dụng cần sạch, có độ góc cạnh, độ bền và có cấp phối tốt. Các tiêu chuẩn tương ứng đối với cốt liệu cho lớp vữa nhũ tương bitum được tóm tắt như sau:

- Đương lượng cát ( AASHTO T 176)  45

- Chỉ số LogAngeles (AASHTO T 6) < 35

- Thành phần cấp phối yêu cầu: được thể hiện trong bảng 2.4

Bảng 1.10 - Thành phần cấp phối cốt liệu sử dụng làm vữa nhũ tương bitum

Loại vữa I II III

Các điều kiện sử dụng chung Trám vết nứt và láng nhẹ Dùng để láng, tạo bề mặt nhám trung bình Có thể láng một hoặc 2 lớp, tạo bề mặt có độ nhám cao

Cỡ sàng (mm) Phần trăm lọt sàng tích lũy (%)

9.5 100 100 100

- 34 -

4.75 100 90-100 70-90

Loại vữa I II III

Cỡ sàng (mm) Phần trăm lọt sàng tích lũy (%)

2.36 90-100 65-90 45-70

1.18 65-90 45-70 28-50

40-65 30-50 19-34 600 m

25-42 18-30 12-25 300 m

15-30 10-21 7-18 150 m

10-20 5-15 5-15 75 m

10-16 7.5-13.5 6.5 - 12

6-10 10-15 15(8) hoặc nhiều hơn Hàm lượng bitum, % so với KL cốt liệu khô Tỉ lệ rải (kg/m2), theo KL cốt liệu khô (3 - 5.5) (5.5 - 8)

Vữa nhũ tương bitum loại I được sử dụng trám các vết nứt lớn và có thể dùng rải xử lý bề mặt trước khi rải đá găm hoặc rải bê tông asphalt. Ngoài ra, rải vữa nhũ tương bitum loại I còn có thể dùng làm lớp bề mặt cho các đường có lưu lượng xe thấp, đường băng cho các máy bay loại nhẹ, cho khu vực đỗ xe và gia cố lề.

Vữa nhũ tương bitum loại II có cấp phối cốt liệu sử dụng rộng rãi nhất. Nhũ tương bitum loại II được sử dụng để láng sửa chữa phần mặt đường bị bong bật, lão hóa do ô xi hóa, mất mát cốt liệu và để tái tạo độ nhám mặt đường. Láng vữa nhũ tương bitum loại II được sử dụng cho đường có lượng giao thông trình bình phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu sử dụng và vào thiết kế kết cấu mặt đường.

Vữa loại III được sử dụng để sửa chữa bề mặt đường cho lớp mặt trên cùng của kết cấu áo đường nhiều lớp cho đường có lưu lượng xe lớn để tạo bề mặt có độ nhám tốt.

Chất dính kết được sử dụng làm vữa nhũ tương bitum có thể là nhũ tương loại SS-1, SS-1h, CS-1 hoặc CSS-1h. Cũng có thể sử dụng nhũ tương phân tách nhanh trong trường hợp cần thông xe nhanh. Trong trường hợp cần thiết có thể bổ sung phụ gia dạng lỏng hay dạng bột để điều chỉnh thời gian phân tách của hỗn hợp vữa.

Trong hỗn hợp vữa nhũ tương, cần thêm vào một số lượng nhỏ bột khoáng như là vôi thủy hóa, bột đá vôi, xi măng Porlant, tro bay để hỗ trợ sự phân tách và ổn định của vữa. Lượng nước sử dụng cần phải cân bằng và cân đối với các thành phần khác trong hỗn hợp.

Thiết kế thành phần hỗn hợp vữa có thể tham khảo theo tiêu chuẩn ASTM D 3910 - Hướng dẫn thiết kế, thí nghiệm và thi công vữa nhũ tương bitum.

Qui trình thi công

Thiết bị thi công

- 35 -

Thiết bị sản xuất vữa nhũ tương là thiết bị trộn liên tục tự hành, có khả năng xác định trước chính xác lượng cốt liệu, bột khoáng, nước và nhũ tương đưa vào buồng trộn và xả một lượng chính xác vữa để rải lên mặt đường đã được chuẩn bị sẵn. Cơ chế hoạt động của thiết bị trộn hoàn toàn tương tự như thiết bị trộn theo mẻ khác. Thiết bị được lắp đặt như bộ phần kéo theo bao gồm các bộ phận riêng biệt như bồn chứa, các hộc chứa và bộ phận cân tự động xác định lượng các vật liệu thành phần là cốt liệu, nhũ tương, nước và bột khoáng. Thiết bị cũng bao gồm bộ phận trộn là buồng trộn

đơn hay buồng trộn kép và xả dòng vật liệu vữa liên tục từ buồng trộn xuống hộc rải. Hộc rải được lắp đặt dụng cụ rải dạng chổi mềm và một thiết bị điều chỉnh chiều rộng rải. Các hộc rải có thể được lắp đặt các thanh khoan thủy lực ruột gà để xoay trộn cho hỗn hợp linh hoạt và rải đều hỗn hợp trên chiều rộng rải. Thiết bị được lắp đặt theo hình thức như vậy sẽ giúp sử dụng được nhũ tương phân tách nhanh.

Vữa nhũ tương bitum được rải với chiều dày thay đổi từ 3mm - 6 mm một cách trực tiếp qua hệ thống liên hoàn trộn - vận chuyển - rải liên tục trên mặt đường.

Chuẩn bị hỗn hợp

Trộn các loại vật liệu thành phần của vữa nhũ tương bitum theo các tỉ lệ khác nhau trong phòng thí nghiệm để lựa chọn được thành phần hỗn hợp thiết kế.

Sau khi tỉ lệ hỗn hợp được xác định trong phòng thí nghiệm, công tác rải thử có thể đươc thực hiện với một hay nhiều hơn các loại hỗn hợp. Các đoạn thử nghiệm phục vụ mục đích kép:

- Thử hệ thống cấp liệu, cân và kiểm soát trong thiết bị thi công liên hoàn. Dòng cốt liệu được xác định với các độ mỏ của cổng cấp liệu khác nhau và lượng nhũ tương bơm theo tỉ lệ cốt liệu từ băng chuyền cấp liệu.

- Để đảm bảo thành phần của hỗn hợp vữa nhũ tương bitum được xác định là hợp lý.

Rải hỗn hợp

Trước khi rải hỗn hợp vữa, bề mặt đường cần phải được làm sạch bụi, bùn rác, cây cỏ và các loại vật liệu có hại khác. Lớp dính bám bằng vật liệu nhũ tương cùng loại với vật liệu trộn trong hỗn hợp được rải trước khi rải hỗn hợp vữa. Với mặt đường làm mới, rải vữa nhựa tạo nhám lên trên bề mặt bê tông asphalt mới, có thể không cần rải lớp dính bám.

Hỗn hợp vữa đồng đều là rất quan trọng, nếu hỗn hợp không được trộn đều có thể gây ra hiện tượng thừa nhựa cục bộ và gây ra nhiều dạng hư hỏng đối với mặt đường.

Trong quá trình rải, cần thận trọng đối với các khe nối ngang và khe nối dọc để tránh rải lỏi, rải trùm lên để phải cắt gọt phần rải thừa. Tốt nhất là là rải phần khe nối khi mà vệt rải bên cạnh vừa phân tách xong hay còn ở trong trạng thái nửa chảy. Để có bề mặt hoàn thiện tốt và độ bền, các khe nối lên được xử lý khi vệt rải bên cạnh ở trạng thái phân tách một nửa. Các nguyên tắc rải tương tự như rải hỗn hợp bê tông asphalt thông thường khác.

Lu lèn

Lu lèn lớp vữa nhũ tương bitum thực hiện trong các khu vực cần thiết như là đường lăn đường băng sân bay, khu vực đỗ xe tải và nút giao cắt có lưu lượng giao thông đông, là các khu vực thường có lực ngang do rẽ, phanh xe hay tăng tốc. Để lu lèn hiệu quả, có thể dùng lu bánh lốp 5 tấn với áp lực bánh 345 kPa. Lu lèn được bắt đầu ngay sau khi nước sạch thoát ra khỏi hỗn hợp vữa được kiểm tra bằng cách áp giấy lên trên hỗn hợp vữa rải và giấy không đổi màu. Lu lèn cũng chỉ cần thực hiện khi chiều dày vữa lớn hơn 6mm.

Bảo dưỡng/ điều khiển giao thông Vữa nhũ tương bitum chỉ được rải trong điều kiện nhiệt độ tối thiểu là 100C và không mưa. Thông xe chỉ được cho phép khi hỗn hợp vữa đông cứng hoàn toàn. Tuy nhiên, để sử dụng giao thông với mục đích đầm nén, có thể cho phép thông xe ngay khi nước sạch thoát ra khỏi hỗn hợp (kiểm tra bằng cách đặt giấy lên trên bề mặt vữa mà giấy không bị đổi màu), nhưng phải điều khiển để xe chạy chậm đều, không phanh hay tăng tốc hoặc rẽ đột ngột.

Rải hỗn hợp phủ mỏng

- 36 -

Đây không hoàn toàn là công nghệ mới trong điều kiện của Việt Nam, vì đã có đoạn thử nghiệm và tiêu chuẩn cho lớp bê tông asphalt siêu mỏng - Quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu lớp phủ mỏng bê tông nhựa có độ nhám cao - 22TCN - 345 - 06. Tuy nhiên, lớp phủ mỏng theo tiêu chuẩn

của hiện hành của Việt Nam sử dụng nhựa đường có phụ gia polime ở dạng đặc nóng. Phần nội dung sau đây giới thiệu tóm tắt về yêu cầu vật liệu và thi công theo Tài liệu hướng dẫn của Viện Asphalt cho lớp siêu mỏng sử dụng chất dính kết là nhũ tương bitum có phụ gia polime.

Lớp rải siêu mỏng cũng tương tự như lớp rải vữa nhũ tương bitum nhưng có một số điều ngoại lệ. Đầu tiên là sử dụng chất dính kết có phụ gia polime. Thứ hai, do chất dính kết có phụ gia polime cho hỗn hợp cứng hơn nhiều và chiều dày rải giới hạn là ¾ in. ( khoảng 2 cm). Cũng do độ cứng của hỗn hợp, yêu cầu thiết bị trộn chắc chắn hơn và hệ thống thanh rải kép xoắn ruột gà để có thể san dòng hỗn hợp đều trong hộc rải.

Hỗn hợp cho lớp phủ mỏng bao gồm nhũ tương bitum có phụ gia polime, cốt liệu có chất lượng cao, bột khoáng, chất phụ gia và nước. Hỗn hợp thông thường yêu cầu 82-90% cốt liệu và các thành phần vật liệu sau đây được tính theo khối lượng cốt liệu khô:

- 1.5 - 3.0 % xi măng Porlant sử dụng như là bột khoáng

- 5.5 - 9.5 % bã chất dính kết (bitum phụ gia polime).

Yêu cầu vật liệu

Chất dính kết là nhũ tương bitum có phụ gia polime phân tách nhanh. Cốt liệu được sử dụng cho lớp phủ mỏng được yêu cầu như cốt liệu cho hỗn hợp vữa nhũ tương bitum loại II và loại III đã được trình bày ở trên. Bột khoáng là xi măng Porlant hoặc vôi thủy hóa. Loại và khối lượng bột khoáng được xác định nhờ thiết kế thành phần trong phòng thí nghiệm. Điều chỉnh lượng bột khoáng trong phạm vi 1% để đạt được độ đông đặc và thời gian đông đặc của hỗn hợp. Các đánh giá vật liệu và thiết kế hỗn hợp theo Hướng dẫn của Hiệp hội Quốc tế vật liệu vữa làm bê mặt đường - “ Hướng dẫn thiết kế hỗn hợp phủ mỏng A143”

Thiết bị

Thiết bị trộn

Lớp phủ mỏng được trộn trong thiết bị trộn liên tục, có thể cấp liệu một cách chính xác các thành phần cốt liệu, nhũ tương bitum, bột khoáng, phụ gia kiểm soát phân tách vào thiết bị trộn và xả hỗn hợp phủ đã trộn vào hộc liên tục.

Thiết bị rải

Hỗn hợp được dàn đều trong hộc rải bằng hệ thống hai thanh xoắn ruột gà.

Một trong những ứng dụng của hỗn hợp mỏng là láng vệt lún bánh xe và hạn chế biến dạng dẻo. Hỗn hợp có thể sử dụng để vá các vết lún và các lún lõm trên mặt đường. Vệt lún sâu ½ in (12.7 mm) hoặc sâu hơn có thể được vá riêng rẽ với loại hộc rải dành riêng cho vá vệt lún với chiều rộng vá từ 1.5 m hay 1.8 m. Vệt lún sâu hơn 37.5 mm có thể yêu cầu nhiều lớp rải để khôi phục lại hình dạng mặt cắt ngang đường. Các vật liệu vá vết lún cần được đông đặc ít nhất 24h trước khi rải vật liệu bổ sung thêm.

Điều kiện thời tiết Không thi công lớp phủ mỏng khi cả nhiệt độ mặt đường và nhiệt độ không khí dưới 100C và trời mưa, nhưng có thể thi công trong nhiệt độ không khí lớn hơn 70C và trời nắng.

Chuẩn bị bề mặt

Trước khi rải lớp phủ mỏng, bề mặt đường cũ cần được làm sạch và chuẩn bị cẩn thận. Các vết nứt cần được làm sạch và trám kín. Bề mặt đường cần được quét sạch hết rác bụi và các chất có hại khác.

Lớp dính bám được yêu cầu trong một số các trường hợp sử dụng các loại nhũ tương phân tách chậm CSS và SS pha loãng với tỉ lệ 0.19 - 0.38 lít/m2.

- 37 -

Thi công lớp phủ mỏng

Sau khi chuẩn bị bề mặt, lớp phủ mỏng được rải bằng máy rải chuyên dùng. Trình tự rải và xử lý mối nối tương tự như rải bê tông asphalt thông thường.

Láng vữa găm đá (Cape Seal)

Láng vữa găm đá có thể xem như là láng một lớp, nghĩa là rải một lớp cốt liệu lên trên lớp vữa nhũ tương bitum. Một vấn đề cần thiết đối với kỹ thuật này là vấn đề thừa vữa, và có thể ảnh hưởng đến cấu trúc nhám của mặt đường.

Yêu cầu vật liệu vữa nhũ tương nhựa đường như đã được trình bày ở phần trên và yêu cầu cốt liệu tương tự như đối với cốt liệu dùng cho láng nhựa.

Lượng vật liệu sử dụng cho một lớp láng vữa găm đá như sau (xem bảng 2.5)

Cốt liệu (kg/m2) Vữa nhũ tương (kg/m2)

1.4-2.0

14-16

Bảng 1.11 - Yêu cầu lượng vật liệu sử dụng cho kỹ thuật láng vữa găm đá Chiều dày rải 12.5 mm Lớp dính bám (l/m2) Nhũ tương (RS-2; CRS-2) Cốt liệu rải láng Kích cỡ 12.5 mm - 4.75 mm Vữa láng loại I 3-5.5

1.6 - Giới thiệu kết quả nghiên cứu về công nghệ và vật liệu trong bảo dưỡng sửa chữa đường thuộc chương trình SHRP

Chương trình nghiên cứu trong lĩnh vực bảo dưỡng sửa chữa mặt đường (bê tông nhựa, bê tông xi măng) của SHRP là cơ sở để xem xét khả năng ứng dụng, bao gồm các báo cáo nghiên cứu cuối cùng:

- Qui trình đánh giá giải pháp bảo dưỡng sửa chữa bảo dưỡng mặt đường: báo cáo nghiên cứu SHRP-H-322;

- Hướng dẫn thực hiện sửa chữa mặt đường nhựa : báo cáo nghiên cứu SHRP-H-348;

- Nghiên cứu và thử nghiệm vật liệu mới và công nghệ trám - vá vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa: báo cáo nghiên cứu SHRP -H-354;

- Nghiên cứu và thử nghiệm vật liệu mới và công nghệ vá ổ gà trên mặt đường bê tông nhựa: báo cáo nghiên cứu SHRP -H-353;

- Hướng dẫn thực hiện sửa chữa mặt đường bê tông xi măng: báo cáo SHRP - H-349);

- Nghiên cứu về vật liệu mới sửa chữa hư hỏng mối nối và vết nứt trên mặt đường bê tông xi măng: báo cáo nghiên cứu SHRP -H-355;

- Nghiên cứu về vật liệu mới và công nghệ sửa chữa các vết nứt vỡ cục bộ trên tấm mặt đường bê tông xi măng: báo cáo nghiên cứu SHRP -H-356.

1.6.1 - Kết quả nghiên cứu của SHRP về công nghệ bảo dưỡng phòng ngừa cho mặt đường bê tông nhựa

Các hình thức bảo dưỡng phòng ngừa cho mặt đường bê tông nhựa bao gồm:

- Láng bịt vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa

- Vá ổ gà trên mặt đường nhựa sử dụng vật liệu mới

Láng trám vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa

- 38 -

Láng trám vết nứt được nghiên cứu thử nghiệm trên 5 hiện trường, sử dụng 15 loại vật liệu với 8 phương pháp thi công, cho vết nứt ngang và vết nứt dọc. Khái niệm láng trám vết nứt bao gồm:

- Láng vết nứt (crack-sealing): sử dụng vật liệu đặc biệt để trám bịt vết nứt đang hoạt động (vết nứt rộng hơn 2.5 mm, có thể tạo lún không đều giữa hai mép vết nứt) bằng cách đổ vật liệu vào trong vết nứt hay lên trên vết nứt để tránh nước thấm qua vết nứt.

- Bịt vết nứt (crack-filling): vật liệu đặc biệt được phun lấp đầy vết nứt “không hoạt động” (là vết nứt có chiều rộng nhỏ hơn 2.5 mm, không có lún không đều giữa hai mép vết nứt) để giảm nước ngấm xuống và gia cường kết nối vết nứt.

Các hiện trường thí nghiệm gồm: khô - không lạnh; khô - lạnh; ẩm - không lạnh; ẩm - lạnh (không lạnh - nghĩa là không có đóng băng).

Các phương pháp thi công:

Bao gồm 8 phương pháp thi công sửa chữa láng trám vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa (các kiểu sửa chữa ký hiệu từ A đến H) thể hiện ở Hình 1.6.

- Kiểu A: Đục sâu trung bình và lấp bằng mặt đường.

- Kiểu B: Đục sâu trung bình, lấp đầy và trám theo dạng băng.

- Kiểu C: Đục nông và trám theo dạng băng.

- Kiểu D: Trám theo dạng băng đơn giản.

- Kiểu E: Đục sâu vết nứt và trám với thanh tròn gia cố.

- Kiểu F: Đục nông và trám với thanh vuông gia cố.

- Kiểu G: Phun bịt vết nứt bằng bề mặt .

- Kiểu H: Phun bịt vết nứt, trám vồng.

Kiểu A Kiểu B Kiểu C Kiểu D

Kiểu E Kiểu F Kiểu G Kiểu H

Hình 1.6 - Các phương pháp thực hiện láng - trám vết nứt trên mặt đường nhựa

Các loại vật liệu sử dụng trong thử nghiệm với mặt đường bê tông nhựa.

Các vật liệu sử dụng trong thử nghiệm nói chung được chia thành hai nhóm chính:

- Các vật liệu nhiệt dẻo, thi công theo phương pháp nóng và nguội.

- Các vật liệu hoá nhiệt.

- 39 -

Vật liệu nhiệt dẻo thi công nóng: là vật liệu hoá mềm khi nóng và hoá cứng khi nguội mà không có thay đổi về thành phần hoá học. Tính chất của các loại vật liệu này phụ thuộc vào nhiệt

độ và ảnh hưởng nhiều của quá trình hoá già khi khai thác. Các vật liệu mới dạng này đều là vật liệu có phụ gia như polyme, cao su lưu hoá, polyme dạng sợi.

Vật liệu nhiệt dẻo thi công nguội là vật liệu mà quá trình hình thành cường độ chính là quá trình bay hơi dung môi (với nhựa lỏng) hoặc nước (với nhũ tương) vào trong không khí. Các vật liệu dạng này sử dụng trong nghiên cứu đều có sử dụng phụ gia, tương tự cũng là polyme hoặc cao su.

Vật liệu hoá nhiệt ninh kết bằng phương pháp hoá học, nghĩa là vật liệu chuyển trạng thái từ lỏng sang rắn nhờ các phản ứng hoá học. Các đặc tính cơ bản của loại vât liệu này là khả năng chống lại ảnh hưởng của khí hậu, khả năng đàn hồi và linh động cả ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Vật liệu hoá nhiệt ít được sử dụng cho mặt đường bê tông nhựa vì tính không tương thích. Trong sửa chữa mặt đường nói chung cũng ít được sử dụng do giá thành cao. Hiện cũng đang có nghiên cứu về loại vật liệu hoá nhiệt sử dụng cho mặt đường bê tông nhựa mở đầu cho khả năng sử dụng vật liệu hoá nhiệt cho mặt đường bê tông nhựa. Silicon là một điển hình của loại vật liệu này.

Các loại vật liệu sử dụng cho nghiên cứu thử nghiệm láng mặt đường bê tông nhựa bao gồm:

1) Nhựa đường phụ gia cao su lưu hoá (Rubberized Asphalt)

Nhựa đường cao su lưu hoá là sản phẩm được dùng để xử lý các vết nứt, đặc biệt là vết nứt ngang mặt đường. Nhiệt độ thi công từ 199 đến 2100C. Các nghiên cứu thực nghiệm trên các vết nứt mặt đường được thực hiện với cả 4 phương pháp A, B, C, D như mô tả ở trên cho kết quả khả quan.

2) Nhựa đường phụ gia cao su lưu hoá cải tiến

Có ba loại vật liệu dạng nhựa đường cải tiến là Crafco RS 515, Koch 9030, và Meadows-XLM. Nhiệt độ thi công cho vật liệu XLM từ 177 đến 1880C và hai loại còn lại từ 193 đến 2040C. Thời gian kiểm soát hạn chế giao thông được áp dụng cho thử nghiệm thực tế là 40 - 60 phút, tuy nhiên kết qủa nghiên cứu cho thấy thời gian này chỉ cần 15 - 20 phút.

3) Nhựa đường có phụ gia dạng sợi

Hai loại phụ gia dạng sợi là Kapejo Polyester Fiber (BoniFibers) và Hercules Polypropylene Fibers (Fiber Pave 3010) trộn với nhựa đường. Nghiên cứu thử nghiệm đã được tiến hành bằng cách dùng hỗn hợp sợi Polyester trộn với nhựa AC-20 láng trám vết nứt ngang và hỗn hợp sợi Polypropyelene và nhựa AC 85-100 láng trám vết nứt dọc. Khó khăn về công nghệ thi công dùng vật liệu này là việc đảm bảo nhiệt độ thi công để hỗn hợp không phân tầng và việc duy trì phun nhựa đều đặn.

4) Vật liệu Silicon tự đầm

5) Nhựa đường phụ gia cao su: Là hỗn hợp nhựa đường trộn với cao su lưu hoá ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ thi công từ 177 - 1990C

6) Nhũ tương có phụ gia: Loại sản phẩm có tên Witco CRF. Thi công ở nhiệt độ không khí, dùng để bịt kín các vết nứt.

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trong phòng đối với các loại vật liệu

Các thí nghiệm nghiên cứu trong phòng thuộc chương trình nghiên cứu SHRP được tiến hành theo hai giai đoạn:

1) Giai đoạn 1:

Các thí nghiệm cơ bản kiểm tra chất lượng vật liệu tuân theo các thông số do nhà cung cấp đưa ra. Các thí nghiệm và kết quả thí nghiệm của các thông số ban đầu trong giai đoạn này được thể hiện trong Bảng 1.12 và Bảng 1.13

- 40 -

Bảng 1.12- Các quy trình thí nghiệm áp dụng -giai đoạn 1

Loại vật liệu Tiêu chuẩn thí nghiệm

Nhựa đường phụ gia cao su lưu hoá ASTM D3407 và D70

Nhựa đường phụ gia cao su lưu hóa cải tiến ASTM D3407 và D70, có cải tiến

Silicon tự đầm ASTM C603, C679, D412, D1475 và D2240

Nhựa đường phụ gia cao su ASTM D5078 và D70

Nhựa đường có phụ gia dạng sợi ASTM D1577, D3939, D2256, và D882

ASTM D244 Nhũ tương

Bảng 1.13 - Các kết quả thí nghiệm thông số ban đầu - thí nghiệm giai đoạn 1

Thí nghiệm Hi-Spec RS 515 9030 XLM Quy định của D3405 Quy định của D3405 cải tiến

62.6 60 đến 180 75.5 114.5 148.0 lún (250C),  90

Độ kim dmm - thiết bị côn Độ chảy, mm (250C) 0 1.0 0.0 2.5  3  5

3 chu kỳ Đạt Độ dính, mở rộng 50% (-200F)

rộng 3 chu kỳ Đạt Đạt Đạt

Độ dính, mở 100% (-200F) % đàn hồi (250C) 63.7 38.3 83.7 16.0  60  35

Đạt Khả năng đầm Không hỏng Không hỏng Đạt Đạt Đạt

2) Giai đoạn 2:

Thí nghiệm các đặc tính sử dụng của vật liệu. Các tính chất thử nghiệm và tiêu chuẩn tham chiếu của giai đoạn thí nghiệm này thể hiện trong Bảng 1.14.

Bảng 1.14 - Các thí nghiệm đặc tính sử dụng của vật liệu

Thí nghiệm Tính chất Chuẩn thí nghiệm Tiêu chuẩn tham chiếu

Độ kim lún (00F) ASTM D3407 Độ linh động ở Tiến hành ở 00F nhiệt độ thấp

Nhiệt độ hoá mềm ASTM D36

Khả năng ổn định ở nhiệt độ cao

Uốn nguội Utah D133 Độ gắn kết

Độ kéo dài Độ linh động Tiến hành ở 00F Thí nghiệm kéo dài ở 39.20F ASTM D36 và Utah Test

Độ dính bám kéo ASTM D3583 Độ dính kết/gắn kết - Khối BTXM

- Khối BTN khô Thí nghiệm tiêu chuẩn sử dụng các khối BTXM. Với BTN, sử dụng khối BTN ngâm nước hoặc không ngâm nước

- 41 -

- Khối BTN ngâm nước

Thí nghiệm Tính chất Chuẩn thí nghiệm Tiêu chuẩn tham chiếu

ASTM D412 Độ linh động Mô đun

- 75đ ộ F Tiến hành với tốc độ riêng 2in/phút thay cho 20 in/phút. Các thí nghiệm tiến hành với 750F, 39 0F, 0 0F. - 39 độ F

- 0 độ F

ASTM D412 và ASTM G23 Độ bền/ độ linh động Mô đun sau 504 giờ để phong hóa tự nhiên Tiến hành tại 750F chỉ với silicon, nhựa đường cải thiện cao su sau các chu kỳ phong hoá tự nhiên

Độ mài mòn ASTM D3910 Độ bền

ASTM D3407 Độ dính Thí nghiệm dính bám tiêu chuẩn kết/gắn kết

Các khối BTXM và vật liệu gắn kết được mô phỏng theo đúng dạng sử dụng. Các mẫu chịu kéo giãn 100% ở nhiệt độ 200F và nén lại theo đúng dạng ban đầu

Công nghệ thi công và các thiết bị - dụng cụ chủ yếu.

Công nghệ thi công tuỳ thuộc vào mỗi loại hình láng - vá sử dụng, bao gồm có thể không đầy đủ các bước sau đây:

1. Chuẩn bị mặt bằng, chuẩn bị các thiết bị điều khiển và đảm bảo an toàn giao thông. Bước thực hiện này cũng giống như khi tiến hành các hoạt động bảo dưỡng mặt đường thông thường khác.

2. Cắt vết nứt, với yêu cầu thực hiện là vết nứt được cắt vuông thành và cắt theo đúng tim của đường nứt. Thiết bị sử dụng dạng có lưỡi cưa hoặc lưỡi bào có mô tơ đẩy và có hệ thống tự điều chỉnh chiều sâu cắt cho phù hợp.

3. Làm sạch và làm khô vết nứt bằng một số thiết bị như:

- Thiết bị thổi khí nén áp lực cao với áp lực khí nén đến 620 kPa để tạo luồng khí 4.3 m3/ phút;

- Thiết bị thổi khí nóng, với tác dụng không chỉ làm sạch và làm khô vết nứt mà còn có tác dụng làm nóng thành của vết nứt. Thiết bị này cung cấp một luồng khí nóng mà không tạo lửa ở đầu phun.

- Thiết bị thổi cát để làm khô vết nứt, với áp lực nén đến 690 kPa . Thiết bị này thường sử dụng phối hợp với thiết bị thổi khí để làm sạch.

- Chổi quét điều khiển cơ học.

4. Đặt thanh gia cố

5. Trám - bịt vết nứt, với nhiệt độ phù hợp với mỗi loại vật liệu. Ví dụ, vật liệu nhiệt dẻo thi công nóng thì nhiệt độ thi công cần đến 188 - 2000C, còn với thi công nguội thì có thể làm ở nhiệt độ không khí hoặc có thể đun nóng đến nhiệt độ 52 - 660C.

- 42 -

Một số hình ảnh về thiết bị sử dụng trong hình 1.7.

A. Thiết bị cắt dạng lưỡi cưa B. Thiết bị cắt dạng bào xoay

C. Thiết bị thổi khí nén nóng D. Thiết bị thổi cát

Hình 1.7 - Một số thiết bị sử dụng

Kết quả công tác theo dõi, đánh giá

Các hiện trường thử nghiệm vật liệu mới vá vết nứt được theo dõi thường xuyên theo các giới hạn thời gian: 1 tháng, 3 tháng, 9 tháng, 12 tháng và 18 tháng. Việc theo dõi dựa trên việc phát triển của các vết nứt đã được vá. Các yếu tố về môi trường, điều kiện nền đường, điều kiện giao thông cũng được phối hợp xem xét trong các theo dõi này. Các đặc trưng phát triển vết nứt được theo dõi bao gồm:

1. Hư hỏng (mòn, vỡ vụn, bong bật) vật liệu vá

2. Vật liệu vá bị dàn mỏng (do vết nứt phát triển rộng)

3. Vết vá bị nứt rộng ra bên cạnh

4. Mất mát dính bám (giữa vật liệu vá và mép vết vá)

5. Mất mát dính kết (giữa 2 mép vết vá)

6. Sủi bọt tại vết vá

7. Hư hỏng mép vết vá

Các chỉ tiêu được dùng để đánh giá bao gồm:

1. Độ giảm chiều dày của vết vá dạng dải trên vết nứt (%) (dùng cho dạng sửa chữa B, C, D)

2. % vết vá bị mất mát dính bám (dùng cho dạng sửa chữa E,F)

- 43 -

3. % vết vá hư hỏng hoàn toàn (dùng cho dạng sửa chữa A,D,H)

4. Dạng sửa chữa G được đánh giá theo mức độ hư hỏng: ít, trung bình và nhiều.

Các dạng hư hỏng được quan sát theo mức độ phát triển qua các lần thị sát theo các khoảng thời gian định kỳ, để đánh giá về mức độ phù hợp của vật liệu trong các điều kiện khác nhau, dự kiến tuổi thọ của mỗi loại vật liệu sử dụng.

Các kết quả cơ bản của nghiên cứu thử nghiệm vật liệu vá vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa của SHRP

Các kết quả đánh giá thu được qua nghiên cứu thử nghiệm các vật liệu mới và phương pháp thực hiện các vết vá trên hiện trường:

1) Đánh giá chung

- Hầu hết các vết vá thực hiện đều thể hiện được đặc trưng sử dụng tốt sau 18 tháng phục vụ. Trong 82 vết vá, có 64 vết vá thể hiện hư hỏng toàn bộ <10% và 73 vết vá thể hiện hư hỏng <20%.

- Hầu hết các mối quan hệ giữa các thông số thử nghiệm trong phòng và hiện trường tương đương đều có mối quan hệ không chặt chẽ. Các mối quan hệ chặt chẽ nhất là quan hệ giữa độ kéo dài và mất mát dính kết và quan hệ giữa độ kim lún (sử dụng thiết bị hình côn) và % giảm chiều dày vệt vá hình dải.

- Đặc trưng vá vệt nứt ngang, được đánh giá theo mất mát dính kết, hư hỏng mép vết vá và hư hỏng chung thể hiện làm kém hơn ở vị trí vệt bánh xe so với tại tim hay mép đường. Điều này không hoàn toàn đúng đối với chỉ tiêu mất mát độ dính bám.

2) §¸nh gi¸ vÒ vËt liÖu

- VËt liÖu silicon tù ®Çm Dow Corning 890-SL nªn ® îc sö dông cho c¸c vÕt nøt kh«ng s©u h¬n 6.4 mm ®Ó b¸nh xe kh«ng kÐo vËt liÖu l¸ng ra khái vÕt nøt trong qu¸ tr×nh ph©n t¸ch h×nh thµnh c êng ®é

- Nhùa ® êng cao su l u ho¸ m« ®un thÊp cã ®Þnh møc sö dông vËt liÖu cao h¬n ®Ó l¸ng vÖt nøt theo d¹ng d¶i h¬n so víi vËt liÖu nhùa ® êng cao su l u ho¸ tiªu chuÈn. V× vËy, viÖc sö dông d¶i v¸ máng h¬n th êng cho kÕt qu¶ mÊt m¸t dÝnh b¸m vµ dÝnh kÕt Ýt nhiÒu h¬n ®èi víi c¸c vÕt nøt chÞu di ®éng lín.

- Nhùa ® êng d¹ng nhò t ¬ng thÓ hiÖn t¸c dông tèt khi lÊp ®Çy vÕt nøt Ýt bÞ di ®éng. R¶i c¸t sau khi l¸ng nhò t ¬ng vµo vÕt nøt lµ ph ¬ng ph¸p tèt, ®Æc biÖt ®èi víi vÕt nøt réng ®Ó tr¸nh lón t¹o r·nh hoÆc kÐo vËt liÖu ra khái vÕt nøt do t¸c dông cña b¸nh xe trong qu¸ tr×nh nhò t ¬ng ph©n t¸ch

- Nhùa ® êng cao su l u ho¸ ® îc sö dông v¸ vÕt nøt d íi d¹ng d¶i b¨ng kh«ng thÓ hiÖn ®Æc tr ng sö dông dµi h¹n tèt trong c¸c vÕt nøt chÞu di ®éng lín (>1.3 mm). Ngoµi ra, vËt liÖu cã phô gia cao su cßn yªu cÇu ®Þnh møc vËt liÖu cao h¬n mµ kh«ng cã t¸c dông ®Õn tuæi thä sö dông.

3) §¸nh gi¸ vÒ c«ng nghÖ:

- C¸c ph ¬ng ph¸p v¸ vÕt nøt cã ®ôc s©u vÕt nøt, sö dông chÊt liªn kÕt ®æ ®Çy b»ng hay t¹o d¶i b¨ng trªn vÕt nøt cho thÊy ®Æc tr ng sö dông ng¾n h¹n tèt h¬n ph ¬ng ph¸p v¸ d¹ng d¶i b¨ng ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn, cÇn ®¶m b¶o thiÕt bÞ c¾t/®ôc mÆt ® êng (nh lµ bµo soi hoÆc c a) ® îc ®iÒu khiÓn lùa theo vÕt nøt hiÖn cã lµm cho mÆt ® êng kh«ng vì hoÆc vì Ýt.

- 44 -

- Ph ¬ng ph¸p ®ôc n«ng vµ tr¸m theo d¹ng d¶i b¨ng (d¹ng B) thÓ hiÖn ®Æc tr ng sö dông ng¾n h¹n tèt h¬n mét chót so víi d¹ng b¨ng réng (d¹ng C). Tuy nhiªn, c¸c vÕt c¾t n«ng h¬n vµ réng h¬n liªn quan ®Õn ph ¬ng ph¸p C cho phÐp c¾t nhanh vµ chÝnh x¸c h¬n lµm Ýt c¸c ®o¹n yÕu côc bé ®i.

- Tuy c¸c ®o¹n ® îc thæi s¹ch b»ng khÝ ¸p lùc cao thÓ hiÖn c¸c h háng do mÊt dÝnh b¸m nhiÒu h¬n mét Ýt so víi c¸c ®o¹n sö dông thiÕt bÞ thæi s¹ch b»ng h¬i nãng, nh ng kh«ng thÊy sù sai kh¸c nhau cÇn l u ý ®èi víi hai c¸ch lµm nµy

4) §¸nh gi¸ vÒ thiÕt bÞ thi c«ng

- ThiÕt bÞ bµo soi xoay sö dông dÔ lµ nhanh h¬n lµ d¹ng c a th«ng th êng khi dïng ®Ó ®ôc c¸c vÕt nøt

- ThiÕt bÞ thæi h¬i ¸p lùc cao sö dông khÝ nãng tá ra hiÖu qu¶ tèt h¬n khi sö dông ®Ó thæi s¹ch vµ kh« vÕt nøt tr íc khi tr¸m vËt liÖu.

Víi c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thö nghiÖm, H íng dÉn tr¸m, v¸ vÕt nøt mÆt ® êng bª t«ng nhùa ® îc thiÕt lËp víi c¸c qui ®Þnh tõ viÖc lùa chän vËt liÖu vµ c«ng nghÖ phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn vÕt v¸, c¸c h íng dÉn tÝnh l îng vËt liÖu cÇn thiÕt, tÝnh to¸n ®¬n gi¸ còng nh tÝnh hiÖu qu¶ cña gi¶i ph¸p...

Mét sè kiÕn nghÞ c¶u SHRP ®èi víi nghiªn cøu vÒ vËt liÖu vµ c«ng nghÖ söa ch÷a vÕt nøt trªn mÆt ® êng bª t«ng nhùa

- Bè trÝ kÕ ho¹ch thêi gian tr íc khi tiÕn hµnh söa ch÷a : Bè trÝ thêi gian ®Ó ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng mÆt ® êng vµ vÕt nøt, còng nh lµ xem xÐt kÕ ho¹ch cho viÖc c¶i t¹o, n©ng cÊp vµ kh¶ n¨ng thùc hiÖn. C¸c viÖc lµm nµy sÏ hç trî tèt cho viÖc x¸c ®Þnh nªn sö dông ph ¬ng ph¸p tr¸m l¸ng (sealing) hay tr¸m bÞt (filling), hoÆc kh«ng l¸ng ®Ó chê thùc hiÖn gi¶i ph¸p c¶i t¹o, n©ng cÊp, söa b»ng vËt liÖu g× vµ sö dông ph ¬ng ph¸p nµo.

- ChuyÓn giao c«ng nghÖ: C¸c th«ng tin cã tõ ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu thö nghiÖm cã thÓ sö dông tèt cho viÖc x¸c ®Þnh c«ng nghÖ thÝch hîp sö dông cho söa ch÷a vÕt nøt, bao gåm c¶ tr×nh tù c«ng nghÖ, theo dâi gi¸m s¸t vµ biªn chÕ ®éi thi c«ng.

- TiÕp tôc theo dâi ®Þnh kú c¸c vÕt nøt thùc hiÖn vµ ph©n tÝch c¸c sè liÖu thùc nghiÖm. Thêi gian vµ c¸c nç lùc yªu cÇu ®Ó tiÕp tôc ®¸nh gi¸ vµ ph©n tÝch c¸c ®Æc tr ng hiÖn tr êng vµ hiÖu qu¶ chi phÝ cã thÓ cÇn sù ®Çu t lín, nh ng lîi Ých thu ® îc thùc sù lµ rÊt lín.

- ThiÕt lËp c¸c trung t©m thÝ nghiÖm vïng ®Ó tiÕp tôc c¸c thÝ nghiÖm: Trong khi ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu ®· cè g¾ng thùc hiÖn c¸c nghiªn cøu theo dù kiÕn vÒ vËt liÖu, quy tr×nh c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ, cßn cã rÊt nhiÒu c¸c môc kh«ng ® îc ®¸nh gi¸, hoÆc nghiªn cøu vÉn c¸c vÊn ®Ò ®ã nh ng khi chóng ® îc sö dông ®¹i trµ.

Mét sè néi dung chÝnh cña b¶n H íng dÉn tr¸m-v¸ vÕt nøt mÆt ® êng bª t«ng nhùa

 L¸ng tr¸m vÕt nøt (Crack Sealing) : Lµ ® a mét lo¹i vËt liÖu ®Æc biÖt vµo hoÆc lªn trªn c¸c vÕt nøt ®ang ph¸t triÓn theo mét ph ¬ng thøc nhÊt ®Þnh ®Ó ng¨n sù x©m nhËp cña n íc vµ kh«ng thÓ nÐn ® îc vµo trong vÕt nøt,

 L¸ng bÞt vÕt nøt (Crack Filling) - Lµ ® a c¸c vËt liÖu vµo vÕt nøt kh«ng ph¸t triÓn ®Ó lµm gi¶m c¬ b¶n viÖc n íc ngÊm vµo mÆt ® êng vµ ®Ó t¨ng c êng c¸c vïng mÆt ® êng l©n cËn.

 VÕt nøt ®ang ph¸t triÓn lµ cã xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt thø cÊp theo chiÒu ®øng vµ/ hoÆc theo

1) C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n:

 VÕt nøt kh«ng ph¸t triÓn lµ cã xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt thø cÊp nhá h¬n 0.1 in (2.5 mm).

chiÒu ngang lín h¬n hoÆc b»ng 0.1 in (2.5 mm).

2) X¸c ®Þnh lo¹i h×nh söa ch÷a c¨n cø t×nh tr¹ng vÕt nøt

- 45 -

Lùa chän lo¹i h×nh söa ch÷a vÕt nøt c¨n cø vµo ®Æc ®iÓm vÕt nøt ® îc ® a ra ë B¶ng 4.4.

B¶ng 4.4. H×nh thøc söa ch÷a vÕt nøt theo ®Æc ®iÓm

H×nh thøc söa ch÷a vÕt nøt §Æc ®iÓm vÕt nøt L¸ng tr¸m vÕt nøt L¸ng bÞt vÕt nøt

ChiÒu réng vÕt nøt (in) 0.2 - 0.75 0.2 - 1.0

Nhá hoÆc kh«ng cã ( 25% chiÒu dµi vÕt nøt) Trung b×nh ®Õn kh«ng cã ( 50% chiÒu dµi vÕt nøt) H háng mÐp vÕt nøt (nh lµ vì mÐp, nøt thø cÊp...)

< 0.1  0.1 Tèc ®é ph¸t triÓn hµng n¨m theo chiÒu ngang

D¹ng vÕt nøt Nøt ngang do nhiÖt Nøt däc ph¶n ¸nh

Nøt ngang ph¶n ¸nh Nót däc t¹i c¸c mèi nèi nguéi

Nøt däc ph¶n ¸nh Nøt däc theo mÐp

Nót däc t¹i c¸c mèi nèi nguéi Nøt l íi lín kho¶ng c¸ch ®Òu.

L¸ng tr¸m vÕt nøt lµ ho¹t ®éng b¶o d ìng phßng ngõa. Lý t ëng nhÊt lµ tiÕn hµnh c«ng viÖc nµy ngay sau khi c¸c vÕt nøt ph¸t triÓn ®Õn bÒ réng ®ñ (®Ó ¸p dông h×nh thøc l¸ng - tr¸m) vµ t¹i nhiÖt ®é tõ 7 - 180C nh lµ mïa thu hoÆc mïa xu©n. Khi vÕt nøt míi ® îc l¸ng tr¸m, c¸c ®o¹n vÕt nøt xuèng cÊp nh lµ nøt thø cÊp, vì mÐp..., cã ¶nh h ëng ®Õn ®Æc tr ng cña vÕt tr¸m l¸ng sÏ gi¶m xuèng tèi thiÓu. Nøt ngang do nhiÖt ë mÆt ® êng x©y dùng l¹i sÏ xuÊt hiÖn sau 7 - 10 n¨m sö dông, cßn nøt ngang ph¶n ¸nh sÏ xuÊt hiÖn sau 1 - 3 n¨m sau khi r¶i líp t¨ng c êng.

L¸ng tr¸m vÕt nøt ë nhiÖt ®é m¸t cã hai t¸c dông, thø nhÊt ë nhiÖt ®é nµy, bÒ réng vÕt nøt më réng trung b×nh ®Ó cã ®ñ nhiÒu vËt liÖu chui xuèng lÊp vµo vÕt nøt. Thø hai, ë thêi ®iÓm nµy, bÒ réng vÕt nøt trung b×nh, lµm cho vËt liÖu l¸ng tr¸m khi lµm viÖc kh«ng bÞ co Ðp hay gi·n në qu¸.

3) LËp kÕ ho¹ch vµ thiÕt kÕ xö lý vÕt nøt

 §iÒu kiÖn khÝ hËu: ®iÒu kiÖn chung vµ ®iÒu kiÖn t¹i thêi ®iÓm thi c«ng

 CÊp ® êng

 L u l îng giao th«ng vµ thµnh phÇn xe t¶i

 §Æc ®iÓm vµ mËt ®é nøt

 §iÒu kiÖn vËt liÖu

 Lo¹i h×nh thi c«ng (r¶i vËt liÖu)

 Tr×nh tù thi c«ng vµ thiÕt bÞ

 An toµn

C¸c yÕu tè cÇn xem xÐt khi lËp kÕ ho¹ch vµ thiÕt kÕ xö lý vÕt nøt

Môc ®Ých cña lËp kÕ ho¹ch hoÆc thiÕt kÕ xö lý vÕt nøt lµ lùa chän vËt liÖu vµ h×nh thøc thi c«ng phï hîp, x¸c ®Þnh quy tr×nh thi c«ng còng nh thiÕt bÞ sö dông trªn c¬ së ®iÒu kiÖn ® êng hiÖn t¹i vµ t ¬ng lai, ®iÒu kiÖn khÝ hËu khu vùc ® êng. VÝ dô trong vïng khÝ hËu Èm vµ nhiÖt ®é thÊp th× cÇn lùa chän m¸y c¾t cã hç trî cña thiÕt bÞ nung nãng mÆt ® êng. Trong vïng khÝ hËu nãng cÇn lùa chän vËt liÖu kh«ng ch¶y mÒm vµ t¹o vÖt h»n khi nhiÖt ®é cao. Vïng khÝ hËu rÊt l¹nh cÇn lo¹i vËt liÖu cã kh¶ n¨ng linh ®éng trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp.

- 46 -

Lo¹i ® êng vµ ®Æc ®iÓm giao th«ng quan träng, xuÊt ph¸t tõ hai quan ®iÓm. Thø nhÊt, ®Æc ®iÓm h×nh häc vµ l îng xe trªn ® êng cã thÓ ¶nh h ëng ®Õn an toµn giao th«ng nãi chung trong qu¸ tr×nh thi c«ng. VËt liÖu cã thêi gian sö dông l©u h¬n sÏ gi¶m tÇn sè thùc hiÖn c«ng t¸c sö lý, t¨ng an toµn giao th«ng. Thø hai, nÕu vËt liÖu ® îc r¶i theo d¹ng b¨ng, cÇn xem xÐt ®Õn l îng giao th«ng ch¹y qua ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn cña vÕt v¸.

4) Lùa chän vËt liÖu

H íng dÉn lùa chän vËt liÖu xö lý vÕt nøt trªn mÆt ® êng bª t«ng nhùa ® îc thÓ hiÖn trong B¶ng 4.5.

B¶ng 4.5. C¸c lo¹i vËt liÖu söa ch÷a vÕt nøt trªn mÆt ® êng BTN

Lo¹i vËt liÖu S¶n phÈm Tiªu chuÈn ¸p dông §Ò xuÊt h×nh thøc sö dông Chi phÝ, USD/lb2

L¸ng bÞt 0.08 - 0.15 Nhò t ¬ng nhùa ® êng CRS-2; CMS-2, HFMS-1 ASTM D977 & AASHTO M140

ASTM D2397 & AASHTO M208

0.4 - 0.55 L¸ng bÞt (cã thÓ l¸ng v¸) Nhò t ¬ng c¶i tiÕn polyme ASTM D977 & AASHTO M140 Elf CRS-2P, Hy-grade Kold Flo

ASTM D2397 & AASHTO M208

Nhùa ® êng AC-10; AC-20 L¸ng bÞt 0.08 - 0.15

ASTM D3381, AASHTO M20, AASHTO M226

0.20 - 0.30 Tiªu chuÈn kh¸c nhau gi÷a c¸c bang Nhùa ® êng trén víi bét kho¸ng (v÷a nhùa L¸ng tr¸m (cã thÓ dïng ®Ó l¸ng bÞt)

L¸ng tr¸m Nhùa ® êng cao su l u ho¸

Meadows XI.M, Koch 9001, Urafco KnadSaver (RS)211

L¸ng tr¸m 0.3 - 0.5

ASTM D3405 vµ AASHTO M301 vµ Fed SS-S-1401 Meadows Hi- Spec, Koch 9005, Crafco RS 221

Tiªu chuÈn ASF L¸ng tr¸m 0.35 - 0.65

Meadows XLM, Koch 9039 Nhùa ® êng cao su l u ho¸ m« ®un thÊp

Crafco RS 231

Silicon tù ®Çm 2.3 - 2.5 Daw Coming 890-SL

5) §¸nh gi¸ viÖc thùc hiÖn söa ch÷a

KiÓm so¸t chÊt l îng söa ch÷a vÕt nøt cã thÓ thùc hiÖn nhanh chãng víi ®é chÝnh x¸c t ¬ng ®èi. Ýt nhÊt mçi n¨m cÇn kiÓm tra mét lÇn ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é h háng vµ cã kÕ ho¹ch cho c«ng t¸c söa ch÷a ®Þnh kú.

 Mất độ dính bám của vật liệu vá trên toàn bộ chiều sâu vết nứt

 Xuất hiện nứt của vật liệu vá trên toàn bộ chiều sâu vết nứt

 Vật liệu trám khe nứt bị kéo rời ra hoàn toàn

 Vỡ hoặc nứt thứ cấp kéo dài dưới vật liệu trám khe nứt

- 47 -

C¸c d¹ng h háng cña c«ng t¸c söa ch÷a ® îc ®¸nh gi¸ bao gåm:

 Hình thành ổ gà

Thông số đánh giá là % chiều dài các đoạn có hư hỏng như đề cập ở trên chia cho tổng chiều dài vết nứt được sửa chữa. Đánh giá hiệu quả sửa chữa theo công thức:

Hiệu quả (%) = 100 - % hư hỏng

Sau khi kiÓm tra, cã thÓ vÏ ® îc ® êng cong quan hÖ gi÷a hiÖu qu¶ theo thêi gian nh H×nh 4.3. Møc ®é hiÖu qu¶ tèi thiÓu (th êng lµ 50%) chØ ra thêi gian cÇn thiÕt ®Ó b¶o d ìng söa ch÷a tiÕp tôc.

, a ÷ h c a ö s ¶ u q u Ö i H

H×nh 4.3. § êng cong hiÖu qu¶ söa ch÷a theo thêi gian

Thêi gian sau khi v¸ vÕt nøt (n¨m)

6) Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm vËt liÖu

Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm ®Ó kiÓm so¸t chÊt l îng vËt liÖu vµ yªu cÇu vËt liÖu dïng ®Ó xö lý vÕt nøt trªn mÆt ® êng bª t«ng nhùa ® îc thÓ hiÖn trong c¸c B¶ng 4.6, B¶ng 4.7 vµ B¶ng 4.8.

B¶ng 4.6. Tiªu chuÈn vËt liÖu nhùa ® êng cã phô gia cao su

ThÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm ASTM D 5078

§é kim lón - thiÕt bÞ h×nh c«n (250C, dmm)  70

§é kim lón - thiÕt bÞ h×nh c«n (40C)  15

§é ®µn håi (250C, % håi phôc)  30

§iÓm hãa mÒm (0C)  150

§¹t yªu cÇu Kh¶ n¨ng ®Çm nÐn

B¶ng 4.7. Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm cho vËt liÖu silicon tù ®Çm

ThÝ nghiÖm Ph ¬ng ph¸p thÝ nghiÖm Dù kiÕn th«ng sè thÝ nghiÖm cña nhµ s¶n xuÊt

TØ lÖ ®Èy ra (gm/min) Mil S 8802 275 - 550

Träng l îng riªng ASTM D1475 1.26 - 1.34

Thêi gian t¹o líp bÒ mÆt Nhµ s¶n xuÊt  60

- 48 -

Thêi gian tù do dÝnh b¸m ASTM C679 3 - 5

Thµnh phÇn kh«ng bay h¬i (%) Nhµ s¶n xuÊt  96

§é kÐo dµi (%) ASTM D 412  1400

M« ®un (lb/in2) ASTM D3583  7 (@50%)

 8 (@100%)

 9 (@150%)

KÐo dÝnh (% kÐo dµi) ASTM D3583  600

1gm/ min = 0.0353 oz/min; 1lb/in2 = 6.895 kPa

B¶ng 4.8. Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm cho nhùa ® êng phô gia cao su l u ho¸

Th«ng sè thÝ nghiÖm

Tiªu chuÈn tr íc ®©y Tiªu chuÈn hiÖn nay M« ®un thÊp ThÝ nghiÖm

ASTM D1190 AASHTO M173 ASTM D3405 AASHTO M301 Tiªu chuÈn Liªn bang Federal SS-S- 164 Federal SS-S- 1401

110 - 150  90  90  90  90  90  90 §é c«n lón (250C, dmm)

 5  5  5  3  3  3  3 §é ch¶y (600C,mm)

 60  60  60  60 §é ®µn håi (250C, % håi phôc)

Qua 5 chu kú Qua 5 chu kú Qua 5 chu kú Qua 3 chu kú TÝnh g¾n kÕt (-170C, 50% kÐo dµi)

Qua 3 chu kú TÝnh g¾n kÕt ( - 290C, kÐo dµi 100%

§¹t §¹t §¹t §¹t Kh¶ n¨ng tù ®Çm cña nhùa ® êng

 40 §é kim lón (-170C, dmm)

§é æn ®Þnh l u tr÷ §¹t sau 2 n¨m

7) Ph ¬ng ph¸p tÝnh hiÖu qu¶ chi phÝ

ViÖc so s¸nh chi phÝ vµ hiÖu qu¶ ® îc tiÕn hµnh qua tÝnh to¸n chi phÝ vËt liÖu, chi phÝ thùc hiÖn c«ng t¸c v¸, n¨ng xuÊt v¸, ®Þnh møc vËt liÖu sö dông, tuæi thä cña lo¹i h×nh v¸ thùc hiÖn (tÝnh theo c¶ lo¹i vËt liÖu vµ ph ¬ng ph¸p thùc hiÖn) (tuæi thä ® îc tÝnh tõ khi v¸ xong ®Õn khi vÕt v¸ ®¹t ®Õn møc ®é kÐm t ¬ng ® ¬ng víi h háng ®¹t møc 50%). C¸ch tÝnh to¸n hiÖu qu¶ chi phÝ nh sau:

F=(A x B) + (C/D) + (E/D)

Trong ®ã:

F: Tæng chi phÝ, USD/m

- 49 -

A = Chi phÝ mua vµ vËn chuyÓn vËt liÖu, USD /kg

B = ®Þnh møc sö dông vËt liÖu (bao gåm c¶ hao hôt), kg/m

C = chi phÝ thùc hiÖn v¸ (nh©n c«ng vµ thiÕt bÞ), ®/ngµy

D = n¨ng xuÊt thi c«ng, m/ngµy

E = chi phÝ g©y ¸ch t¾c, chËm trÔ cho ng êi sö dông ® êng, ®/ngµy

Víi chi phÝ tÝnh to¸n cho 1 m dµi vÕt v¸, chi phÝ trung b×nh n¨m cho lo¹i h×nh v¸ ® îc tÝnh sö dông ph ¬ng tr×nh sau:

Trong ®ã:

I = chi phÝ trung b×nh n¨m, USD/m

F = tæng chi phÝ v¸ nøt, USD/m

G = l·i suÊt, %

H = tuæi thä dù tÝnh cña lo¹i h×nh v¸, n¨m

8) Néi dung chÝnh ®Ó kiÓm tra ®èi víi thùc hiÖn söa ch÷a vÕt nøt

- KiÓm tra c¾t vÕt nøt

- KiÓm tra ®é kh« vµ s¹ch cña vÕt nøt

- KiÓm tra vËt liÖu vµ c«ng nghÖ thùc hiÖn

- KiÓm tra thanh t¨ng c êng vµ l¾p ®Æt thanh t¨ng c êng

- KiÓm tra vËt liÖu tr¸m vÕt nøt vµ thùc hiÖn l¸ng - tr¸m vÕt nøt

- KiÓm tra vÖt v¸ hoµn thiÖn

1.5.2. V¸ æ gµ trªn mÆt ® êng bª t«ng nhùa

Nghiªn cøu thùc nghiÖm vÒ vËt liÖu míi sö dông ®Ó v¸ æ gµ trªn mÆt ® êng bª t«ng nhùa ® îc b¾t ®Çu tõ th¸ng 3/1991 víi 1250 æ gµ trªn c¸c 8 hiÖn tr êng thÝ nghiÖm ® îc thùc hiÖn sö dông c¸c vËt liÖu kh¸c nhau, quy tr×nh thùc hiÖn kh¸c nhau, ë c¸c vïng khÝ hËu kh¸c nhau. Víi môc ®Ých ®¸nh gi¸ c¸c vËt liÖu sö dông, c¸c quy tr×nh thi c«ng ¸p dông, c¸c s¶n phÈm söa ch÷a ® îc theo dâi trong vßng 18 th¸ng vÒ chÊt l îng sö dông ®Ó x¸c ®Þnh sù phèi hîp tèt nhÊt c¸c vËt liÖu cña mçi lo¹i h×nh söa ch÷a vµ c«ng nghÖ thùc hiÖn ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ chi phÝ cña gi¶i ph¸p nµy.

KÕ ho¹ch nghiªn cøu

KÕ ho¹ch nghiªn cøu thö nghiÖm bao gåm viÖc phèi hîp c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông, c¸c quy tr×nh v¸ t¹i c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm kh¸c nhau ® îc tãm t¾t trong B¶ng 4.9.

B¶ng 4.9. KÕ ho¹ch nghiªn cøu

HiÖn tr êng thÝ nghiÖm VËt liÖu v¸ Lo¹i h×nh c«ng nghÖ Lo¹i vÕt v¸ 1 2 3 4 5 6 7 8

A ChÌn vµ lu UPM - hçn hîp nguéi ®Æc tÝnh cao B L¸ng qua mÐp vì

C B¸n cè ®Þnh

D PennDOT 485 ChÌn vµ lu

E PennDOT 486 ChÌn vµ lu

- 50 -

F VËt liÖu ®Þa ph ¬ng ChÌn vµ lu

HiÖn tr êng thÝ nghiÖm VËt liÖu v¸ Lo¹i h×nh c«ng nghÖ Lo¹i vÕt v¸ 1 2 3 4 5 6 7 8

G HFMS-2 w/Styrenlf ChÌn vµ lu

H Perma-Patch ChÌn vµ lu

I QPR 2000 ChÌn vµ lu

J VËt liÖu cho pp phun Ph ¬ng ph¸p phun

K QPR 2000 L¸ng qua mÐp vì

L B¸n cè ®Þnh

M PennDOT - 485 L¸ng qua mÐp vì

N B¸n cè ®Þnh

X VËt liÖu ®Þa ph ¬ng L¸ng bÒ mÆt

X VËt liÖu ®Þa ph ¬ng Dïng khÝ pr«ban

§iÒu kiÖn c¸c ®o¹n thö nghiÖm

C¸c ®iÒu kiÖn c¬ b¶n vÒ ®iÒu kiÖn tù nhiªn, khÝ hËu c¶u vïng vµ ®iÒu kiÖn giao th«ng trªn c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm ® îc thÓ hiÖn trong B¶ng 4.10.

B¶ng 4.10. C¸c ®iÒu kiÖn cña hiÖn tr êng thö nghiÖm

§iÒu kiÖn ® êng

Vïng khÝ hËu Sè lµn xe L u l îng HiÖn tr êng thö nghiÖm L îng m a hµng n¨m (m) Sè ngµy cã nhiÖt ®é < 00C (xe/ngµy)

1 Kh« - l¹nh 1,000 2 0.36 190

2 15,000 4 0.96 100 Èm - l¹nh

3 Kh« - kh«ng l¹nh 1,700 2 0.36 120

4 4,500 2 0.81 140 Èm - l¹nh

5 Kh« - l¹nh 5,400 2 0.41 180

6 7,500 2 1.02 50 Èm - kh«ng l¹nh

7 Kh« - l¹nh 1,500 2 0.41 180

8 2,100 2 0.94 160 Èm - l¹nh

C¸c lo¹i vËt liÖu sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm

C¸c lo¹i vËt liÖu ® îc sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm ® îc m« t¶ trong B¶ng 4.11.

B¶ng 4.11. C¸c lo¹i vËt liÖu sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm

Tªn vËt liÖu M« t¶ vËt liÖu

Hçn hîp nguéi ®Æc tÝnh cao cña UPM Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn do tËp ®oµn UPM cung cÊp víi lo¹i nhùa ® êng ®Æc biÖt vµ cèt liÖu ® îc tËp ®oµn kiÓm tra. Gi¸ theo UPM lµ 75$/tÊn, kh«ng kÓ phÝ chuyªn chë

Perma-Patch Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn sö dông nhùa ®Æc biÖt, chi phÝ 75$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë

- 51 -

QPR 2000 Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn sö dông nhùa ®Æc biÖt. Cã hai lo¹i cÊp phèi, mét lo¹i sö dông cho vïng Êm h¬n vµ

mét lo¹i cho c¸c vïng cßn l¹i. Chi phÝ 75$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë

PennDOT 486

Lµ hçn hîp nguéi tu©n theo tiªu chuÈn sè 486 cña Bang Pennsylvania (tiªu chuÈn cho hçn hîp sö dông nhùa cã phô gia polyme d¹ng sîi, ë ®©y sö dông sîi polyester). Chi phÝ 40$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë

HFMS-2 (c¶i tiÕn) Lµ hçn hîp nguéi sö dông nhò t ¬ng ph©n t¸ch trung b×nh cã phô gia Styrene Butadiene. Chi phÝ 60$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë

VËt liÖu phun

Bao gåm cèt liÖu vµ nhò t ¬ng ® îc phèi hîp trªn hiÖn tr êng theo ph ¬ng ph¸p phun. Cèt liÖu ®ång kÝch cì (®¸ 1x2) vµ nhò t ¬ng ë nhiÖt ®é 600C. Chi phÝ thiÕt bÞ bao gåm c¶ xe t¶i kho¶ng 100,000 $ (kh«ng cã xe t¶i 35,000 $). Chi phÝ vËn hµnh thiÕt bÞ tõ 700 $ - 1,000 $/ ngµy

C¸c vËt liÖu ®Þa ph ¬ng Lµ lo¹i vËt liÖu ®iÓn h×nh cho tõng ®Þa ph ¬ng, lµ hçn hîp bª t«ng nhùa rÎ tiÒn víi cèt liÖu trßn c¹nh, hµm l îng chÊt dÝnh kÕt nhá, chi phÝ kho¶ng 16$/tÊn

C¸c thÝ nghiÖm vËt liÖu ® îc sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm

1) ThÝ nghiÖm trong phßng

C¸c chØ tiªu x¸c ®Þnh trong nghiªn cøu thö nghiÖm ®èi víi hçn hîp nguéi bao gåm:

- M« ®un ®µn håi t¶i träng lÆp (Resilient Modulus)

- §é æn ®Þnh vµ ®é dÎo Marshall

- Hµm l îng nhùa

- §é kim lón (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi)

- §é kÐo dµi (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi)

- NhiÖt ®é ho¸ mÒm (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi)

- §é linh ®éng

- Trong l îng thÓ tÝch vµ träng l îng riªng lín nhÊt

- Chèng bong bËt

- §é nhít (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi)

C¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm còng gièng nh ®èi víi hçn hîp nãng, nh ng còng cã c¸c ®Æc ®iÓm riªng phï hîp víi hçn hîp nguéi. M« t¶ tãm t¾t c¸c thÝ nghiÖm ë B¶ng 4.12.

B¶ng 4.12. C¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm cho hçn hîp nguéi sö dông trong thö nghiÖm

ChØ tiªu thÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm C¸c ®Æc ®iÓm riªng

M« ®un ®µn håi t¶i träng lÆp ASTM D 4123 NhiÖt ®é 250C

TÇn sè gia t¶i 0.33, 0.5 vµ 1 Hz. ThÝ nghiÖm sau khi m« pháng qu¸ tr×nh ho¸ giµ cña vËt liÖu sau vµi th¸ng khai th¸c b»ng ®un nãng ë nhiÖt ®é 1350C sau 1 ®ªm , ®Çm mÉu 75 chµy/1 mÆt

- 52 -

ASTM D 1599 §é æn ®Þnh vµ ®é ch¶y Marshall ThÝ nghiÖm sau khi m« pháng qu¸ tr×nh ho¸ giµ nh trªn

ASTM D 2041 ChuÈn bÞ mÉu thÝ nghiÖm theo ph ¬ng ph¸p Marshall ASTM D 2726 Träng l îng thÓ tÝch vµ träng l îng riªng lín nhÊt

ASTM D 1664 Kh¶ n¨ng chèng bong bËt

§é c«ng t¸c Tiªu chuÈn cña ViÖn GT bang Pennsylvania Dïng thanh c«ng t¸c ® êng kÝnh 9.5 mm

ThÝ nghiÖm t¸ch nhùa ASTM D 2172

ASTM D 136

ASTM D 2171 §é nhít víi chÊt dÝnh kÕt thu håi

ChÊt dÝnh kÕt thu håi tr¶i qua qu¸ tr×nh m« pháng l·o hoµ b»ng c¸ch ®un ë nhiÖt ®é 600 C cho ®Õn khi khèi l îng kh«ng ®æi.

ASTM D 5 §é kim lón víi chÊt dÝnh kÕt thu håi Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh trªn

ASTM D 113 §é kÐo dµi víi chÊt dÝnh kÕt thu håi Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh trªn

ASTM D 36 §iÓm ho¸ mÒm víi chÊt dÝnh kÕt thu håi Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh trªn

ASTM D 136 Thµnh phÇn h¹t b»ng ph ¬ng ph¸p sµng

Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng ®èi víi c¸c vËt liÖu thö nghiÖm (víi 8 hiÖn tr êng thö nghiÖm ®¸nh sè tõ 1 ®Õn 8) ® îc tãm t¾t ë B¶ng 4.13.

B¶ng 4.13. Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chÝnh

Gi¸ trÞ trung b×nh víi lo¹i vËt liÖu vµ hiÖn tr êng thö nghiÖm

485 486 HFMS Perma QPR QPR UPM Local UPM Local C¸c chØ tiªu 1,2,3,6,7,8 3,6 1,2,7,8 6 6 2 2 TÊt c¶ 8 ®o¹n

457 34 353 182 160 N/P 290 732 N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.33 Hz, ksi

455 34 343 183 160 N/P 281 742 N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.5 Hz,ksi

468 34 352 186 160 N/P 292 755 N/P N/P M« ®un ®µn håi, 1 Hz, ksi

4550 2570 3680 4620 4440 3190 5080 6640 2400 822 §é æn ®Þnh Marshall, lbs

12.3 14.7 12.8 8.7 12.8 11.8 9.7 10.3 11 9.1 §é ch¶y Marshall, 0.01in

2.3 2.26 2.11 2.3 2.24 2.21 2.26 2.12 2.21 2.33 Träng l îng thÓ tÝch, g/cm3

- 53 -

2.5 2.54 2.45 2.66 2.61 2.58 2.54 2.42 2.55 2.51 Trong l îng riªng lín nhÊt, g/cm3

§é rçng d , % 8.3 11 13.6 13.4 13.8 14.3 10.9 12.2 12.8 7.4

+95 +95 +95 +95 +95 N/P +95 +95 N/P N/P Chèng bong bËt, %

§é c«ng t¸c 0.47 0.25 0.4 0.43 0.25 N/P 0.5 0.5 N/P N/P

4.1 4.4 3.8 3.5 5.2 4.2 3.5 4.1 4.2 4 Hµm l îng nhùa, %

§é nhít, poise 311 41 30700 4070 354 693 640 3230 251 17

201 +400 70 268 165 196 49 229 * 34 §é kim lón, dmm

§é kÐo dµi, cm +150 * +150 +150 N/P +150 +100 N/P N/P 12

40 30 56 39 44 43 53 39 66 §iÓm ho¸ mÒm, 0C

B¶ng 4.13. Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chÝnh (tiÕp)

Gi¸ trÞ trung b×nh víi lo¹i vËt liÖu vµ hiÖn tr êng thö nghiÖm

C¸c chØ tiªu UPM Local QPR Perma HFMS Local UPM Local UPM

3 - 7 7 4 - 5 5 5 4 4

N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.33 Hz ,ksi

N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.5 Hz ,ksi

N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P M« ®un ®µn håi, 1 Hz ,ksi

4010 3800 2380 4120 5630 2300 4760 1760 2310 §é æn ®Þnh Marshall, lbs

11.8 9.8 10.7 14 15.7 11.3 14.3 12 13.3 §é ch¶y Marshall, 0.01in

2.16 2.26 2.25 2.28 2.24 2.22 2.19 2.13 2.21 Träng l îng thÓ tÝch, g/cm3

2.3 2.44 2.6 2.57 2.46 2.52 2.49 2.47 2.59 Trong l îng riªng lín nhÊt, g/cm3

§é rçng d , % 6.1 7.4 13.4 11.4 8.9 12 12.2 13.9 14.8

Chèng bong bËt, % N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P

§é c«ng t¸c N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P

4 4.3 5.1 3.5 5 2.7 4.4 4.7 4.1 Hµm l îng nhùa, %

§é nhít, poise 2170 74 2832 1288 1126 290 517 42 69

350 §é kim lón, dmm 69 >400 159 121 211 >350 >350 82

§é kÐo dµi, cm N/P N/P N/P N/P N/P N/P <86 <86 N/P

§iÓm ho¸ mÒm, 0C 36 50 >30 46 42 42 52

- 54 -

Ghi chó: N/P:

2) C¸c thÝ nghiÖm hiÖn tr êng

C¸c thÝ nghiÖm hiÖn tr êng ® îc bè trÝ thªm ®Ó theo dâi ®Æc tr ng hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi trong nghiªn cøu thö nghiÖm, ®ã lµ ®é lón thÝ nghiÖm b»ng thiÕt bÞ ®Æc biÖt (Blade Penetrometer) vµ sµng xoay (rolling-sieve):

- ThÝ nghiÖm ®é lón ®Ó x¸c ®Þnh ®é c«ng t¸c cña hçn hîp ngoµi hiÖn tr êng, d¹ng h×nh thanh ®Çu thu«n h×nh c«n. Cã hai lo¹i thiÕt bÞ, mét theo tiªu chuÈn cña bang Pennsylvania, sö dông hîp lý cho hçn hîp cã ®é cøng lín h¬n, vµ mét cña Côc § êng bé Liªn bang (FHWA) thÝch hîp víi hçn hîp mÞn h¬n. Ph¹m vi ®o cña c¸c thiÕt bÞ nµy lµ 0 - 4.5 tÊn/ft2

- Sµng xoay theo tiªu chuÈn cña Bang Ontario ®Ó ®¸nh gi¸ ®é bÒn cña hçn hîp nguéi ® îc l u tr÷ ®èi víi ho¹t ®éng mµi mßn cña b¸nh xe. ThÝ nghiÖm ® îc tiÕn hµnh ®ång thêi víi quan tr¾c hiÖn tr êng ®Ó kh¼ng ®Þnh kh¶ n¨ng cã thÓ sö dông tiªu chuÈn thÝ nghiÖm nµy kh«ng.

3) C¸c lo¹i thiÕt bÞ thi c«ng

Cã mét sè lo¹i thiÕt bÞ míi ® îc sö dông cho xö lý v¸ æ gµ. Ngoµi c¸c thiÕt bÞ truyÒn thèng, cã mét sè lo¹i thiÕt bÞ míi ® îc sö dông. Cã 3 lo¹i ® îc sö dông trong ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu, lµ Rosco RA-200; Durapatcher vµ Wildcat Roadpatcher. Hai lo¹i ®Çu sö dông cho vËt liÖu cã tõ nguån ®Þa ph ¬ng vµ lo¹i thø 3 sö dông cho lo¹i vËt liÖu cÊp tõ nhµ s¶n xuÊt.

- Rosco RA-200 vµ Durapatcher (H×nh 4.4)lµ lo¹i thiÕt bÞ ®ång bé bao gåm bé phËn kÐo theo chë thïng ®un nhùa ® êng dung tÝch 1,890 lÝt vµ hÖ thèng cÊp liÖu cña c¶ cèt liÖu vµ nhùa ® êng. §Çu phun ® îc nèi víi hÖ thèng cÊp liÖu nµy vµ ® îc ®iÒu khiÓn b»ng nh©n c«ng (cÇm tay).

- Wildcat Roadpatcher (H×nh 4.5) lµ thiÕt bÞ ®ång bé tõ viÖc l u tr÷ vµ cÊp liÖu. §Çu phun ® îc l¸i xe ®iÒu khiÓn tù ®éng, kh«ng cÇn c«ng nh©n trªn ® êng.

H×nh 4.4. ThiÕt bÞ Durapatcher

- 55 -

H×nh 4.5. ThiÕt bÞ Wildcat Roadpatcher

4) C¸c c«ng nghÖ v¸ æ gµ ® îc ¸p dông

a) Ph ¬ng ph¸p r¶i vµ ®Çm liªn hoµn (throw-and-roll):

Lµ ph ¬ng ph¸p mµ sö dông thiÕt bÞ ®Çm liªn hoµn víi b¸nh xe t¶i. §©y lµ ph ¬ng ph¸p tiªn tiÕn h¬n so víi ph ¬ng ph¸p th«ng th êng do t¨ng n¨ng xuÊt thi c«ng. §éi thi c«ng gåm cã 2 nh©n c«ng chÝnh vµ sè l îng nh©n c«ng võa ®ñ ®Ó ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. C¸c b íc thùc hiÖn bao gåm:

- LÊp vËt liÖu v¸ vµo ®Çy æ gµ (kh«ng lµm c«ng t¸c chuÈn bÞ, lµm s¹ch vµ kh« æ gµ...)

- §Çm vÕt v¸ b»ng chÝnh b¸nh xe t¶i (kho¶ng 4-8 lÇn)

- KiÓm tra bÒ mÆt, nÕu thÊy lón, bï phô vµ lu tiÕp

- Di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ v¸ tiÕp theo.

b) Ph ¬ng ph¸p v¸ vµ l¸ng trïm qua mÐp vÕt v¸ (edge sealing) :

 R¶i vËt liÖu vµo æ gµ (kh«ng cÇn lµm s¹ch vµ lµm kh« æ gµ

 §Çm b»ng b¸nh xe t¶i (4 - 8 l ît)

 KiÓm tra bÒ mÆt, nÕu lón ph¶i bï phô vµ lu l¹i.

 §Ó bÒ mÆt vÕt v¸ kh« (trong kho¶ng 1 ngµy), r¶i bitum dÝnh b¸m quanh vÕt v¸ (réng

Lµ ph ¬ng ph¸p hoµn toµn gièng ph ¬ng ph¸p ®Çm liªn hoµn, nh ng bæ sung líp l¸ng réng kho¶ng 10 - 15 cm trïm qua mÐp vÕt v¸. §éi thi c«ng cã thÓ gåm 2 nh©n c«ng vµ l îng nh©n c«ng ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. Tr×nh tù c¸c b íc:

 R¶i ®¸ m¹t, c¸t chÌn

 ChuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp theo

kho¶ng 102 - 152 mm)

c) Ph ¬ng ph¸p b¸n cè ®Þnh (semi - permanent):

 Lµm s¹ch c¸c vÕt v¸ b»ng khÝ nÐn, chæi,... hay mét thiÕt bÞ - dông cô phï hîp

 §µo vu«ng gãc æ gµ

 § a vËt liÖu vµo æ gµ.

 §Çm b»ng ®Çm rung, lÇn l ît tõ trong ra ngoµi.

 Di chuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp tôc

Lµ ph ¬ng ph¸p cã thÓ ®¶m b¶o chÊt l îng vÕt v¸, nh ng n¨ng xuÊt chËm h¬n vµ cÇn sè nh©n c«ng nhiÒu h¬n (kho¶ng 4 ng êi víi sè l îng nh©n c«ng ®¶m b¶o an toµn giao th«ng . C¸c b íc thùc hiÖn nh sau:

d) Ph ¬ng ph¸p phun (Spray Injection):

 Sö dông khÝ nÐn thæi s¹ch n íc vµ bôi trong æ gµ, sö dông hÖ thèng cÊp cèt liÖu cña thiÕt

Tr×nh tù thùc hiÖn gièng nhau khi sö dông c¸c lo¹i thiÕt bÞ phun gièng nhau, nh ng kh¸c nhau vÒ sè nh©n c«ng cÇn thiÕt. Víi thiÕt bÞ cã vßi phun ®iÒu khiÓn b»ng nh©n c«ng sÏ cÇn 2 ng êi, cßn thiÕt bÞ cã vßi phun ®iÒu khiÓn tù ®éng chØ cÇn mét ng êi. C¸c b íc thùc hiÖn nh sau:

 Phun chÊt dÝnh kÕt t¹o líp dÝnh b¸m ë ®¸y vµ thµnh æ gµ.

 Phun cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt vµo æ gµ ®ång thêi víi nhau ®Ó chÊt dÝnh kÕt bao bäc cèt

bÞ phun

 R¶i mét líp cèt liÖu trªn bÒ mÆt cña vÕt v¸ ®Ó chèng l¹i h»n vÕt b¸nh

 Di chuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp tôc.

- 56 -

liÖu.

Mét sè b íc c«ng nghÖ cã sù c¶i tiÕn ® îc ¸p dông thªm nh lµ: víi ph ¬ng ph¸p v¸ th«ng th êng cã thÓ thªm b íc v¸ l¸ng mét líp trªn toµn bé bÒ mÆt 1 ngµy sau khi hoµn thµnh vÕt v¸; víi ph ¬ng ph¸p v¸ dïng thiÕt bÞ phun, cã bæ sung c¸c l ît ®èt nãng sau khi phun dÝnh b¸m ®¸y vµ thµnh æ gµ, vµ trong qu¸ tr×nh phun cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt.

4.2.2.5. Theo dâi ®Æc tÝnh sö dông

C¸c ®Æc tÝnh sö dông ® îc theo dâi trªn hiÖn tr êng bao gåm:

- TØ lÖ sè c¸c vÖt v¸ æn ®inh trong thêi gian theo dâi (18 th¸ng).

- C¸c h×nh thøc h háng trªn c¸c vÕt v¸, bao gåm: ch¶y nhùa, nøt, lón lâm, mÊt vÖt v¸ (bong toµn bé), bong bËt, tråi lón.

C¸c ®Æc tÝnh sö dông ® îc theo dâi trªn hiÖn tr êng thö nghiÖm vµ tæng hîp l¹i theo lo¹i vËt liÖu, hiÖn tr êng thÝ nghiÖm vµ lo¹i vËt liÖu. Mét sè kÕt qu¶ theo dâi ®Æc tÝnh sö dông ® îc tæng hîp trong biÓu ®å H×nh 4.6, 4.7, 4.8 vµ 4.9.

g n á h h m ¨ r t n Ç h P

H×nh 4.6. TØ lÖ h háng t¹i c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm

7 5 1 6 3 8 2 4 HiÖn tr êng thÝ nghiÖm

- 57 -

H×nh 4.7. TØ lÖ h háng víi c¸c c«ng nghÖ thi c«ng

g n á h h m ¨ r t n Ç h P

C«ng nghÖ thi c«ng

g n á h h m ¨ r t n Ç h P

H×nh 4.8. TØ lÖ h háng víi c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông

Lo¹i vËt liÖu

- 58 -

H×nh 4.9. TØ lÖ h háng víi c¸c lo¹i h×nh vÕt v¸

g n á h h m ¨ r t n Ç h P

Lo¹i h×nh vÕt v¸

C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thö nghiÖm

- Kho¶ng 69% c¸c æ gµ ® îc söa ch÷a æn ®Þnh tÝnh ®Õn kú ®¸nh gi¸ cuèi cïng ë thêi ®iÓm sau 18 th¸ng theo dâi, cßn 27 % bÞ h háng. Cã 4 % kh«ng theo dâi ® îc do cã mét sè ®o¹n thùc hiÖn r¶i t¨ng c êng bª t«ng nhùa trªn phÇn ®· v¸ æ gµ.

- C¸c vÕt v¸ trong vïng khÝ hËu kh« - l¹nh cã tØ lÖ thµnh c«ng cao h¬n (93%) c¸c vÕt v¸ trong vïng Èm - lanh (chØ lµ 48%). TØ lÖ thµnh c«ng Ýt nhÊt lµ ë bang Ontario víi tØ lÖ chØ 39%. TØ lÖ thµnh c«ng ë vïng khÝ hËu cã thÓ xem lµ t ¬ng ®ång víi ViÖt Nam lµ 81%.

- C«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn (throw-and-roll)” cã hiÖu qu¶ nh c«ng nghÖ b¸n cè ®Þnh “semipermanent”, ®èi víi c¸c lo¹i vËt liÖu nh nhau khi so s¸nh hai c«ng nghÖ nµy trùc tiÕp víi nhau. C«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn cã yªu cÇu nh©n c«ng Ýt h¬n vµ n¨ng xuÊt cao h¬n. NÕu sö dông c«ng nghÖ nµy víi vËt liÖu chÊt l îng tèt cho hiÖu qu¶ sö dông cao.

- ChØ cã 4 d¹ng söa ch÷a thÓ hiÖn ®Æc tr ng sö dông kÐm h¬n c¸c vËt liÖu ®èi chøng, lµ c¸c vÕt v¸ sö dông c¸c hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi nguån gèc ®Þa ph ¬ng, chÊt l îng thÊp, rÎ tiÒn. Víi c¸c ®iÒu kiÖn nµy, hiÖn t îng bong bËt cña vÕt v¸ x¶y ra chØ sau 1 th¸ng sö dông.

- Víi c¸c lo¹i vËt liÖu míi sö dông, kh«ng cã sù kh¸c biÖt næi bËt vÒ mÆt chÊt l îng nÕu sö dông cïng mét c«ng nghÖ v¸.

- C¸c thÝ nghiÖm s¬ bé cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o tÝnh t ¬ng thÝch gi÷a cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt ® îc sö dông ®Ó tr¸n c¸c h háng sím

- ThiÕt bÞ phun “spray-injection” râ rµng lµ phï hîp ®Ó v¸ æ gµ trªn mÆt ®êng bª t«ng nhùa mÆc dï chÊt l îng vÕt v¸ phô thuéc tay nghÒ cña nh©n viªn ®iÒu khiÓn

- N¨ng xuÊt thi c«ng sö dông thiÕt bÞ phun còng gÇn t ¬ng tù nh sö dông c«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn.

- N¨ng xuÊt thi c«ng cña hai c«ng nghÖ nãi trªn gióp cho viÖc sö dông chóng trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt bÊt lîi. Ngoµi ra, c¸c c«ng nghÖ nµy cßn cho phÐp gi¶m thêi gian cÊm xe ®Ó thi c«ng, lµm t¨ng an toµn cho giao th«ng trªn ® êng vµ cho c¶ c«ng nh©n lµm viÖc trªn hiÖn tr êng.

- 59 -

- V¸ æ gµ tõ tr íc ®Õn nay vÉn chØ ® îc hiÓu lµ c¸ch söa ch÷a t¹m thêi, nh ng c¸c thµnh c«ng vÒ ®Æc tÝnh sö dông ® îc chøng minh trong nghiªn cøu nµy, th× nÕu sö dông vËt liÖu vµ c«ng nghÖ thi c«ng thÝch hîp, tuæi thä sö dông cho h¬n 1 n¨m (trong dù ¸n 69% c¸c vÕt v¸ cßn tèt sau 18 th¸ng theo dâi sö dông)

- C«ng nghÖ dïng thiÕt bÞ phun ®Ó v¸ æ gµ mÆt ® êng lµ lo¹i c«ng nghÖ hiÖn ®¹i, cho n¨ng xuÊt cao, chÊt l îng tèt. ThÝ nghiÖm ®é t ¬ng thÝch gi÷a cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt, hµm l îng nhùa hÊp phô lµ cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o chÊt l îng c¸c vÖt v¸. L îng nhùa cßn l¹i Ýt lµ nguyªn nh©n chÝnh g©y bong bËt mét sè hiÖn t îng h háng sím cña vÕt v¸.

- Cho ®Õn nµy, kh«ng cã sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt cña c¸c vÕt v¸ sö dông thiÕt bÞ phun víi c¸c vÕt v¸ theo truyÒn thèng. Trong hÇu hÕt c¸c thö nghiÖm, viÖc th«ng xe ® îc tiÕn hµnh ngay sau khi hoµn thµnh, khi mµ hçn hîp cßn mÒm do chÊt dÝnh kÕt ch a ph©n t¸ch xong, nh ng c¸c vÕt v¸ sö dông c«ng nghÖ phun vÉn tá ra cã tÝnh chÊt tèt t¹i tÊt c¶ c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm

Mét sè ®Ò xuÊt cña SHRP:

Ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu lµ b íc ®Çu ®Ó c¶i thiÖn thùc hiÖn b¶o d ìng th êng xuyªn, c¸c ®Ò xuÊt cho tiÕn tr×nh tiÕp tôc lµ:

- Sö dông c¸c c«ng nghÖ cho n¨ng xuÊt b¶o d ìng cao cho c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn khÝ hËu khã kh¨n nh vïng khÝ hËu l¹nh, hoÆc cã l îng m a cao. C¸c c«ng nghÖ cho n¨ng xuÊt cao nh lµ r¶i vµ lu liªn hîp cïng víi thiÕt bÞ phun lµ c¸c c«ng nghÖ nªn sö dông. ViÖc dïng c¸c vËt liÖu míi, chÊt l îng tèt còng nªn ® îc sö dông cïng víi c¸c c«ng nghÖ nµy. ViÖc chuyÓn giao c«ng nghÖ, ®µo t¹o kü thuËt viªn lµnh nghÖ cho thùc hiÖn c¸c c«ng nghÖ nµy lµ cÇn thiÕt ®Ó ph¸t huy hiÖu qu¶ cña c«ng nghÖ, thiÕt bÞ vµ vËt liÖu míi.

- TËn dông c¸c vËt liÖu tèt nhÊt cã s½n ®Ó tr¸nh h háng c¸c vÕt v¸. ViÖc lùa chän ®Ó sö dông vËt liÖu tèt nhÊt cã thÓ nªn ® îc thùc hiÖn. ViÖc tÝnh to¸n chi phÝ cho thÊy, nÕu sö dông vËt liÖu kÐm - tÇn xuÊt thùc hiÖn v¸ cao nªn vµ chi phÝ sÏ tèn phÝ h¬n nhiÒu, v× trong tæng chi phÝ cho c«ng t¸c b¶o d ìng th êng xuyªn nh v¸ æ gµ, bao gåm chi phÝ vËt liÖu, nh©n c«ng, thiÕt bÞ, ®iÒu khiÓn giao th«ng vµ chi phÝ chËm trÔ cho ng êi sö dông ® êng, th× chi phÝ cho vËt liÖu kh«ng chiÕm tØ lÖ cao nh trong c¸c h¹ng môc x©y dùng ® êng kh¸c.

- TiÕp tôc kiÓm so¸t söa ch÷a trªn c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm ®Ó cã c¸c nhËn xÐt vµ ®Ò xuÊt tiÕp tôc

- CÇn ph¶i tiÕn hµnh thÝ nghiÖm ®é t ¬ng thÝch gi÷a cèt liÖu dïng cho hçn hîp nguéi ®¹i trµ, ®Ó x¸c ®Þnh ph¹m vi t ¬ng thÝch. Ngoµi ra, víi mét phèi trén míi, ®Òu cÇn ph¶i cã thÝ nghiÖm nµy. B íc ®Çu tiªn trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ra hçn hîp nguéi cã chÊt l îng lµ thÝ nghiÖm vÒ ®é t ¬ng thÝch gi÷a chÊt kÕt dÝnh vµ cèt liÖu. v× cèt liÖu - chÊt dÝnh kÕt cã thÓ cã tÝnh chÊt tèt, nh ng c¸c thµnh phÇn phèi trén cã thÓ kh«ng cho hçn hîp nguéi cã ®Æc tÝnh tèt. ViÖc x¸c ®Þnh c¸c vÊn ®Ò cña hçn hîp tr íc khi s¶n xuÊt ®¹i trµ mang l¹i Ých lîi lín.

1.5.3 - KÕt qu¶ nghiªn cøu cña SHRP vÒ c«ng nghÖ b¶o d ìng phßng ngõa cho mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

Nghiªn cøu thö nghiÖm vÒ vËt liÖu míi b¶o d ìng phßng ngõa cho mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng bao gåm 3 hîp phÇn:

- VËt liÖu míi xö lý h háng mèi nèi mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

- VËt liÖu míi söa vÕt nøt mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

- VËt liÖu míi söa vì nøt mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng.

Xö lý h háng mèi nèi mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

- 60 -

Ch ¬ng tr×nh thö nghiÖm bao gåm sö dông 12 lo¹i vËt liÖu kh¸c nhau ®Ó xö lý h háng cña 1600 mèi nèi mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng trong 4 vïng khÝ hËu. Cho ®Õn cuèi thêi ®iÓm nghiªn cøu (sau kho¶ng 18 th¸ng), chØ cã 1.7 % chiÒu dµi c¸c mèi nèi trªn tÊt c¶ c¸c hiÖn tr êng thÝ nghiÖm cã h háng mÊt m¸t dÝnh kÕt vµ 0.6 % cã h háng d¹ng vì hoµn toµn trªn chiÒu s©u cña mèi nèi.

Môc ®Ých cña nghiªn cøu lµ c¶i tiÕn ®Æc tr ng phôc vô cña vËt liÖu tr¸m mèi nèi vµ c¸c ph ¬ng ph¸p thùc hiÖn, trªn c¬ së so s¸nh c¸c vËt liÖu sö dông thùc tÕ trªn hiÖn tr êng. Ngoµi ra, nghiªn cøu cßn nh»m thiÕt lËp lªn hÖ thèng tiªu chuÈn bao gåm c¸c tÝnh chÊt vµ c¸c thÝ nghiÖm thÓ hiÖn ®Æc tr ng sö dông cña c¸c lo¹i vËt liÖu ® îc chøng minh trong thö nghiÖm lµ tèt.

HiÖn tr êng thö nghiÖm

Cã 5 hiÖn tr êng thö nghiÖm ® îc ký hiÖu tõ 1 ®Õn 5, víi c¸c ®iÒu kiÖn vÒ tù nhiªn vµ ®iÒu kiÖn giao th«ng nh sau (B¶ng 4.14)

B¶ng 4.14. C¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm

§iÒu kiÖn tù nhiªn §iÒu kiÖn giao th«ng

Vïng khÝ hËu HiÖn tr êng L îng m a hµng n¨m (in.) Sè ngµy cã nhiÖt ®é < 0 0C Sè lµn xe L u l îng (xe/ngµy)

1 31 135 4 19.000 Èm - l¹nh

2 44 94 4 14.000 Èm - l¹nh

3 49 31 4 19.400 Èm - kh«ng l¹nh

4 Kh« - l¹nh 15 158 4 27.000

5 Kh« - kh«ng l¹nh 7 17 6 100.000

VËt liÖu thö nghiÖm

Cã 6 lo¹i vËt liÖu nhùa ® êng phô gia (cao su l u ho¸ vµ/hoÆc polyme) vµ 3 lo¹i vËt liÖu silicon, mét lo¹i kh«ng tù ®Çm vµ 2 lo¹i tù ®Çm. C¸c vËt liÖu sö dông ® îc thÓ hiÖn trong B¶ng 4.15.

B¶ng 4.15. C¸c vËt liÖu sö dông

Tªn vËt liÖu Lo¹i vËt liÖu HiÖn tr êng ¸p dông

Crafco RoadSaver 231 1 - 2 - 3 - 4 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405, m« ®un thÊp

Koch 9005 1 - 2 - 3 - 4 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405

Koch 9030 1 - 2 - 3 - 4 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405, m« ®un thÊp

Meadows Soft-Seal 1 - 2 - 3 - 4 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405, m« ®un thÊp

Dow Corning 888 Silicon kh«ng tù ®Çm 1 - 2 - 3 - 4

Dow Corning 888-SL Silicon tù ®Çm 1 - 2 - 3 - 4

Mobay Baysilone 960 - SL Silicon tù ®Çm 1 - 2 - 3 - 4

Crafco RoadSaver 221 5 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405

Meadow Hi-Spec 5 VËt liÖu chÌn khe theo ASTM D 3405

Mét sè lo¹i vËt liÖu ® îc ®Ò nghÞ sö dông thªm t¹i mét sè c¸c hiÖn tr êng thÝ nghiÖm nh sau (B¶ng 4.16).

B¶ng 4.16. C¸c vËt liÖu ® îc ®Ò nghÞ sö dông thªm

Tªn vËt liÖu Lo¹i vËt liÖu HiÖn tr êng ¸p dông

- 61 -

Crafco RoadSaver 903-SL Silicon tù ®Çm 5

Mobay Baysilone 960 Silicon tù ®Çm 1

Koch 9050 Polysulfide tù ®Çm 2 - 4

C¸c ph ¬ng ph¸p xö lý mèi nèi h háng vµ tr×nh tù c«ng nghÖ t ¬ng øng

Cã 4 ph ¬ng ph¸p xö lý mèi nèi h háng thÓ hiÖn ë H×nh 5.10. C¸c tr×nh tù c«ng nghÖ cña mçi ph ¬ng ph¸p ® îc tãm t¾t nh sau:

1) Ph ¬ng ph¸p c a vµ chÌn lâm xuèng (Saw and Recessed), theo tr×nh tù:

- C a mèi nèi cò ®Ó t¹o thµnh mèi nèi th¼ng vµ s¹ch

- Thæi c¸t lµm kh« thµnh mèi nèi

- Thæi khÝ nÐn

- §Æt thanh t¨ng c êng vµo mèi nèi

- §æ vËt liÖu tr¸m v¸ vµo mèi nèi

2) Ph ¬ng ph¸p c a vµ tr¸m ®Çy trïm lªn mèi nèi (Saw and Overband), theo tr×nh tù:

- C a mèi nèi cò ®Ó t¹o thµnh mèi nèi th¼ng vµ s¹ch

- Thæi c¸t lµm kh« thµnh mèi nèi vµ khu vùc mÆt ® êng xung quanh

- Thæi khÝ nÐn vµo mèi nèi vµ mÆt ® êng xung quanh

- §Æt thanh t¨ng c êng vµo mèi nèi

- §æ vËt liÖu xö lý mèi nèi, tr¸m trïm lªn mèi nèi.

H×nh 4.10. C¸c ph ¬ng ph¸p söa ch÷a mèi nèi mÆt ® êng BTXM

C a vµ chÌn lâm C a vµ tr¸m ®Çy

- 62 -

Tr¸m ®Çy vµ trïm lªn mèi Bµo vµ trÌn khe nèi

3) Ph ¬ng ph¸p bµo vµ tr¸m ®Çy trïm lªn mèi nèi (Plow and Overband), theo tr×nh tù:

- Bµo hÕt vËt liÖu tr¸m mèi nèi cò

- Thæi khÝ nÐn vµo mèi nèi vµ mÆt ® êng xung quanh

- §Æt thanh t¨ng c êng vµo mèi nèi

- §æ vËt liÖu xö lý mèi nèi, tr¸m trïm lªn mèi nèi.

4) Ph ¬ng ph¸p bµo vµ chÌn khe nèi (Saw and Flush -fill), theo tr×nh tù:

- Bµo hÕt vËt liÖu tr¸m mèi nèi cò

- Thæi khÝ nÐn vµo mèi nèi vµ mÆt ® êng xung quanh

- §Æt thanh t¨ng c êng vµo mèi nèi

- ChÌn vËt liÖu xö lý mèi nèi.

C¸c thiÕt bÞ sö dông

C¸c thiÕt bÞ sö dông hoµn toµn t ¬ng tù nh c¸c thiÕt bÞ ®· giíi thiÖu trong phÇn söa ch÷a mÆt ® êng bª t«ng nhùa.

Theo dâi ®Æc tÝnh vËt liÖu sö dông

1) C¸c thÝ nghiÖm vËt liÖu

C¸c chØ tiªu vµ tiªu chuÈn thÝ nghiÖm víi c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông ® îc m« t¶ trong B¶ng 4.17.

B¶ng 4.17. C¸c thÝ nghiÖm vËt liÖu

ChØ tiªu TN §Æc tÝnh thÓ hiÖn Lo¹i vËt liÖu Tiªu chuÈn TN C¸c c¶i tiÕn so víi tiªu chuÈn thÝ nghiÖm

Kh«ng cã c¶i tiÕn NhiÖt ®é ho¸ mÒm ASTM D 36 Nhùa ® êng cao su l u ho¸ Kh¶ n¨ng chèng t¹o vÕt h»n ë nhiÖt ®é cao

TiÕn hµnh ë (-180C) §é c«n lón, (-180C) ASTM D 3407 §é linh ®éng ë nhiÖt ®é thÊp Nhùa ® êng cao su l u ho¸

Uèn nguéi Utah §é cè kÕt TiÕn hµnh ë (-180C) Nhùa ® êng cao su l u ho¸

Lùc kÐo dµi TÝnh linh ®éng TiÕn hµnh ë 40C ASTM D 113 Nhùa ® êng cao su l u ho¸

Silicon

KÐo dÝnh ASTM D 3583 TÝnh dÝnh b¸m/ cè kÕt Nhùa ® êng cao su l u ho¸

TÝnh linh ®éng Silicon ASTM D 412 M« ®un ë (-180C); 40C; 240C; 600C

TiÕn hµnh ë víi tèc ®é biÕn d¹ng 2in./ phót thay cho tiªu chuÈn lµ 20in./phót. vµ thªm nhiÖt ®é 240C

§é bÒn/ TÝnh linh ®éng Nhùa ® êng cao su l u ho¸ Víi silicon chØ lµm t¹i 240C

- 63 -

ChØ tiªu TN §Æc tÝnh thÓ hiÖn Lo¹i vËt liÖu Tiªu chuÈn TN C¸c c¶i tiÕn so víi tiªu chuÈn thÝ nghiÖm

Chèng mßn §é bÒn Silicon ASTM D 3910 ThÝ nghiÖm gi¸n ®o¹n do vÊn ®Ò vÒ mÊt m¸t vËt liÖu

2) C¸c theo dâi ®Æc tÝnh sö dông

C¸c theo dâi ®Æc tÝnh cña viÖc söa ch÷a h háng mèi nèi mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng bao gåm:

- Bong d¶i vËt liÖu tr¸m trïm lªn vÖt nøt

- §¸ nhÐt vµo mèi nèi

C¸c kÕt qu¶ theo dâi hiÖn tr êng

H háng do mÊt m¸t dÝnh b¸m x¶y ra trªn 1.7% chiÒu dµi c¸c mèi nèi ®· ® îc tr¸m l¹i. Mét nöa c¸c h háng ®ã x¶y ra víi 80 mèi nèi t¹i vïng hiÖn tr êng sè 3 do silicon bÞt mèi nèi kh«ng ® îc hoµn toµn bãc bá b»ng ph ¬ng ph¸p bµo. Mét sè nhËn xÐt cã ® îc tõ c¸c quan tr¾c:

- DÝnh b¸m trªn toµn bé c¸c mèi nèi ® îc söa ch÷a tèt, trõ vïng thÝ nghiÖm sè 3 (vïng cã khÝ hËu t ¬ng ®ång ®iÒu kiÖn ViÖt Nam).

- Silicon cã kh¶ n¨ng duy tr× ®é dÝnh b¸m trong thêi gian khai th¸c tèt h¬n so víi nhùa ® êng cã phô gia cao su l u ho¸. TØ lÖ h háng cña mèi nèi söa ch÷a b»ng ph ¬ng ph¸p tr¸m khe (Recessed) chØ lµ 0.2% ®èi víi vËt liÖu nµy cho toµn bé c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm trong khi víi nhùa ® êng phô gia cao su lµ 30.7 %.

- Víi cïng lo¹i nhùa ® êng phô gia cao su l u ho¸, c«ng nghÖ tr¸m trïm lªn mèi nèi (Overband) cho kh¶ n¨ng mÊt m¸t dÝnh kÕt mét phÇn Ýt h¬n (lµ 3.2%) so víi c«ng nghÖ tr¸m khe th«ng th êng (Recessed) (lµ 30.7%)

- Víi mÊt m¸t dÝnh kÕt trªn toµn bé chiÒu s©u mèi nèi, kh«ng cã sù kh¸c nhau nhiÒu gi÷a silicon vµ nhùa ® êng phô gia cao su l u ho¸, khi cïng mét ph ¬ng ph¸p thi c«ng (víi silicon th× tØ lÖ h háng d¹ng nµy lµ 0.1% vµ víi nhùa ® êng phô gia cao su l u ho¸ lµ 1.7 %)

- Sè l îng h háng d¹ng nøt vì trªn toµn bé chiÒu s©u t¹i vïng khÝ hËu l¹nh vµ víi vËt liÖu silicon lín h¬n nhiÒu so víi nhùa ® êng phô gia cao su l u ho¸.

- H háng d¹ng nøt vì th êng x¶y ra nhiÒu h¬n t¹i vÖt b¸nh xe. C¸c mèi nèi xö lý b»ng ph ¬ng ph¸p tr¸m trïm h×nh d¶i b¨ng (Overband), sö dông nhùa ® êng cao su l u ho¸ ® îc duy tr× trong thêi gian tõ 9 - 18 th¸ng víi phÇn vÖt b¸nh xe. Víi c¸c vÞ trÝ ngoµi vÖt b¸nh xe, chóng cã thÓ ® îc duy tr× ë t×nh tr¹ng æn ®Þnh l©u h¬n 18 th¸ng. Lo¹i vËt liÖu Crafco RoadSaver 231 thÓ hiÖn kh¶ n¨ng æn ®Þnh víi ®iÒu kiÖn khai th¸c h¬n c¸c lo¹i vËt liÖu nhùa ® êng cã phô gia thi c«ng theo ph ¬ng ph¸p nãng kh¸c.

H íng dÉn söa ch÷a mèi nèi mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

- 64 -

Trªn c¬ së nghiªn cøu thö nghiÖm tæng thÓ tõ vËt liÖu, c«ng nghÖ, tµi liÖu “Híng dÉn b¶o dìng söa ch÷a mÆt ®êng bª t«ng xi m¨ng “ ®îc lËp cho c¸c vËt liÖu vµ c«ng nghÖ cho hiÖu qu¶ tèt. Tµi liÖu bao gåm c¸c h íng dÉn chi tiÕt, tõ chØ tiªu vµ ph ¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ h háng, ®¸nh gi¸ chÊt l îng cña khe nèi, ph©n lo¹i ®iÒu kiÖn tù nhiªn, khÝ hËu vµ ®iÒu kiÖn giao th«ng ®Ó tõ ®ã lËp kÕ

ho¹ch vµ thiÕt kÕ söa ch÷a. Ph©n lo¹i vËt liÖu theo tÝnh n¨ng sö dông (c¶ vËt liÖu chÌn khe vµ thanh gia cè). Ph ¬ng ph¸p lùa chän vËt liÖu vµ c«ng nghÖ c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn h háng, ®iÒu kiÖn giao th«ng vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn khu vùc. H íng dÉn tÝnh to¸n hiÖu qu¶ chi phÝ cña c«ng t¸c söa ch÷a h háng mèi nèi, còng ® îc thÓ hiÖn trong H íng dÉn nµy.

C¸c ®Ò xuÊt cña SHRP

- TiÕp tôc kiÓm so¸t c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm ®Ó thu thËp vµ xö lý th«ng tin

- ThiÕt lËp c¸c trung t©m vïng ®Ó tiÕp tôc c¸c thÝ nghiÖm c¸c quan tr¾c cÇn thiÕt, ®¸nh gi¸ c¸c vËt liÖu míi, hoµn thiÖn c¸c tiªu chuÈn - h íng dÉn liªn quan

- Tæ chøc ch ¬ng tr×nh chuyÓn giao c¸c c«ng nghÖ ®· ® îc nghiªn cøu vµ phæ biÕn c¸c tiªu chuÈn sö dông

Söa ch÷a nøt vì trªn mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

Ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu thö nghiÖm ® îc thùc hiÖn còng trªn 4 vïng khÝ hËu, sö dông phèi hîp 11 lo¹i vËt liÖu ph©n t¸ch nhanh vµ 5 ph ¬ng ph¸p thùc hiÖn kh¸c nhau. C¸c ®¸nh gi¸ thö nghiÖm hiÖn tr êng ® îc tæ chøc thµnh 5 ®ît trong 18 th¸ng. ChØ cã 2.3% c¸c vÖt söa ch÷a cã h háng.

Môc ®Ých cña ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu thö nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh vËt liÖu vµ c«ng nghÖ söa ch÷a vÕt nøt vì cã hiÖu qu¶ vµ ph ¬ng ph¸p tÝnh to¸n hiÖu qu¶ chi phÝ. Ngoµi ra, mét ch ¬ng tr×nh thùc hiÖn c¸c thÝ nghiÖm trong phßng, theo dâi vµ hÖ thèng ho¸ víi c¸c theo dâi hiÖn tr êng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c tiªu chuÈn thÝ nghiÖm trong phßng cã mèi liªn quan ®Õn ®Æc tÝnh sö dông cña vËt liÖu trong thùc tÕ.

HiÖn tr êng thö nghiÖm

Cã 4 hiÖn tr êng thö nghiÖm, t¹i c¸c tuyÕn ® êng cã ®iÒu kiÖn giao th«ng vµ ®iÒu kiÖn khÝ hËu c¬ b¶n nh sau (B¶ng 4.18)

B¶ng 4.18. HiÖn tr êng thö nghiÖm vËt liÖu míi söa ch÷a nøt vì mÆt ® êng BTXM

§iÒu kiÖn tù nhiªn §iÒu kiÖn giao th«ng

Vïng khÝ hËu HiÖn tr êng L îng m a hµng n¨m (in.) Sè ngµy cã nhiÖt ®é < 0 0C Sè lµn xe L u l îng (xe/ngµy)

42 120 4 3.400 1 Èm - l¹nh

Kh« - l¹nh 2 16 180 4 20.000

3 46 31 4 24.000 Èm - kh«ng l¹nh

7 17 6 125.000 4 Kh« - kh«ng l¹nh

C¸c vËt liÖu thö nghiÖm

Cã 9 lo¹i vËt liÖu ® îc sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm. Ngoµi ra, cã 2 lo¹i thªm ® îc mét sè bang yªu cÇu ® a vµo thö nghiÖm . C¸c lo¹i vËt liÖu thö nghiÖm bao gåm:

- Bª t«ng xi m¨ng (PCC), lo¹i III

- Duracal - mét lo¹i bª t«ng xi m¨ng thµnh phÇn c¬ b¶n lµ th¹ch cao

- Set-45, bª t«ng xi m¨ng sulfat magiª (d¹ng bét)

- Five Star Highway Patch, mét lo¹i bª t«ng xi m¨ng cã phô gia Alumin

- MC-64, bª t«ng xi m¨ng epoxy

- Percol FL, bª t«ng cã polyurethane ho¹t tÝnh

- 65 -

- Hèn hîp nguéi tÝnh n¨ng cao UPM, lµ hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi

- Pyrament 505, bª t«ng xi m¨ng thuû ho¸

- Penatron R/M- 3003, bª t«ng xi m¨ng epoxy - urethance linh ho¹t

- Hçn hîp nhùa ® êng phun (AMZ vµ Rosco)

C¸c c«ng nghÖ sö dông

Cã 5 ph ¬ng ph¸p ® îc sö dông, bao gåm:

1) C a vµ v¸ l¹i: tr×nh tù thùc hiÖn nh sau:

- C¾t phÇn mÆt ® êng bÞ nøt thµnh h×nh ch÷ nhËt b»ng c a ph¼ng ®Õn hÕt chiÒu s©u mÆt ® êng vµ kÝch th íc réng h¬n phÇn v¸ tõ 2 ®Õn 3 in. Sö dông bóa khÝ nÐn lµm vì hoµn toµn phÇn mÆt ® êng cÇn söa chøa, lo¹i lín cã khèi l îng lín nhÊt 13.6 kg vµ lo¹i nhá cã khèi l îng lín nhÊt 6.8 kg. Sö dông thiÕt bÞ cÇm tay dän s¹ch phÇn cÇn v¸ söa.

- Dïng vËt liÖu v¸ vµ ph ¬ng ph¸p ®Çm thÝch hîp cho tõng vËt liÖu

2) Bµo vµ v¸ l¹i: tr×nh tù thùc hiÖn nh sau:

- Vïng mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng h háng ® îc lµm vì hoµn toµn vµ dì bá sö dông bóa khÝ nÐn lo¹i nhá vµ c¸c dông cô thÝch hîp.

- Dïng vËt liÖu v¸ vµ ph ¬ng ph¸p ®Çm thÝch hîp cho tõng vËt liÖu

3) Cµo vµ v¸ l¹i: tr×nh tù thùc hiÖn nh sau:

- PhÇn mÆt ® êng bª t«ng h háng ® îc cµo bãc b»ng m¸y chuyªn dông (m¸y cã bé phËn cµo bãc bÞt c¸c bon), víi 1 trèng kÐo theo ® êng kinh 0.9 m ®Ó cao bãc trªn bª réng tèi ®a 305 mm. C¸c phÇn gãc kh«ng sö dông m¸y cµo bãc ® îc dì bá b»ng bóa khÝ nÐn lo¹i nhá vµ c¸c thiÕt bÞ thÝch hîp

- Dïng vËt liÖu v¸ vµ ph ¬ng ph¸p ®Çm thÝch hîp cho tõng vËt liÖu

4) Thæi n íc ¸p lùc cao vµ v¸ l¹i: tr×nh tù thùc hiÖn nh sau:

- PhÇn mÆt ® êng h háng ® îc dì bá hoµn toµn sö dông m¸y phun n íc ¸p lùc. ThiÕt bÞ phun n íc ¸p lùc t¹o dßng n íc cã ¸p lùc tèi thiÓu lµ 30,000 psi (207,000 kPa) ® îc ®iÌu khiÓn b»ng robot. ChiÒu s©u bª t«ng ® îc lo¹i bá phô thuéc vµo ¸p lùc n íc vµ tèc ®é cña dßng n íc.

- Dïng vËt liÖu v¸ vµ ph ¬ng ph¸p ®Çm thÝch hîp cho tõng vËt liÖu

5) Lµm s¹ch vµ v¸ trong ®iÒu kiÖn bÊt lîi:

Ph ¬ng ph¸p nµy chØ sö dông khi dïng c¸c c¸c vËt liÖu nhùa ® êng vµ hçn hîp víi nhùa ® êng. Tr×nh tù thùc hiÖn nh sau:

- PhÇn mÆt ® êng h háng ® îc lo¹i bá b»ng c¸c dông cô cÇm tay th«ng th êng. Khi phÇn h háng réng hoÆc khi bª t«ng xi m¨ng mÆt ® êng cßn rÊt chÆt, cã thÓ sö dông bóa khÝ nÐn lo¹i nhá.

- Dïng vËt liÖu v¸ vµ ph ¬ng ph¸p ®Çm thÝch hîp cho tõng vËt liÖu.

- 66 -

Mét sè thiÕt bÞ ® îc sö dông trong qu¸ tr×nh c«ng nghÖ kÓ trªn ® îc thÓ hiÖn ë H×nh 4.11, H×nh 4.12.

H×nh 4.11. M¸y cµo bãc mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

H×nh 4.12. M¸y phun n íc ¸p lùc ®iÒu khiÓn b»ng robot l u ®éng

M« t¶ vÒ c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông vµ quy tr×nh thi c«ng thÓ hiÖn ë B¶ng 4.19.

B¶ng 4.19. VËt liÖu - thµnh phÇn vµ quy tr×nh thi c«ng

Lo¹i vËt liÖu Tãm t¾t quy tr×nh thùc hiÖn Thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp

Bª t«ng xi m¨ng (PCC), lo¹i III lo¹i - T¹o líp dÝnh b¸m b»ng vËt liÖu epoxy ë ®¸y vµ thµnh hè b»ng thiÕt bÞ phun vµ chæi s¬n

- R¶i hçn hîp BTXM ®· trén, ®Çm b»ng ®Çm rung (®Çm dïi vµ ®Çm bµn) Cèt liÖu (th« vµ mÞn); xi m¨ng III; Porland n íc (N/X = 0.3 - 0.33); c¸c phô gia siªu dÎo vµ phô gia t¨ng nhanh ninh kÕt

- Thêi gian ninh kÕt 20 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 4 giê (ë nhiÖt ®é 270C)

Duracal - ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp

- R¶i hçn hîp ®· trén, ®Çm vµ hoµn thiÖn b»ng xÎng Cèt liÖu sái vµ c¸t; th¹ch cao; xi m¨ng; n íc

- Thêi gian ninh kÕt 10 phót (chØ trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é > 32 0C vµ cã giã) vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe tõ 1h (t¹i 270C) - 1.5 h (t¹i 100C)

- 67 -

Set-45 - ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp Cèt liÖu sái vµ c¸t; chÊt phô gia Set-45; - R¶i hçn hîp ®· trén, ®Çm vµ hoµn thiÖn b»ng xÎng

Lo¹i vËt liÖu Tãm t¾t quy tr×nh thùc hiÖn Thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh xi m¨ng; n íc

- Thêi gian ninh kÕt 10 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe tõ 1h (t¹i 270C) - 3 h (t¹i 100C)

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp

- T ¬Ý n íc Èm ®¸y vµ thµnh hè

- R¶i hçn hîp ®· trén, ®Çm b»ng ®Çm rung vµ hoµn thiÖn Five Star HP Cèt liÖu sái vµ c¸t; chÊt phô gia Five Star HP; xi m¨ng; n íc (víi hçn hîp nµy l îng hµm n íc rÊt nh¹y c¶m) - Gi÷ Èm bÒ mÆt v¸ trong 30 phót sau khi hçn hîp cøng

- Thêi gian ninh kÕt 10 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe tõ 1h (t¹i 270C) - 2 h (t¹i 100C)

MC-64 - ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp

- §æ hçn hîp v¸ vµo hè, ®Ó tù ®Çm

- Thêi gian ninh kÕt 10 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 2h (t¹i 270C còng nh ë 4.50C)

Mét lo¹i epoxy 2 thµnh phÇn; nhùa dÝnh kÕt A vµ B. C¸c phÇn thµnh ® îc trén b»ng m¸y (tæng céng kho¶ng 8 phót)

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp SikaPronto 11 Cèt liÖu; xi m¨ng; phô gia SicaPronto 11

- T¹o líp dÝnh b¸m ë ®¸y vµ thµnh hè b»ng SikaPronto 19, dµn ®Òu b»ng chæi. Thêi gian ninh kÕt cho chÊt dÝnh b¸m nµy lµ 20 phót

- §æ hçn hîp v¸ vµo hè, ®Çm b»ng ®Çm rung

- Thêi gian ninh kÕt 20 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 2h (t¹i 270C)

liÖu, Percol FL - ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp nhùa 2 - §æ cèt liÖu s¹ch vµ kh« vµo hè Cèt polyurethane thµnh phÇn - Phun chÊt dÝnh kÕt trùc tiÕp vµo hè

- Thêi gian ninh kÕt 1 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 2 - 3 phót 2h (t¹i 270C còng nh ë 4.50C)

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp Hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi - §æ ®Çy hçn hîp vµo hè

- Dïng lu rung hoÆc lu tÜnh ®Çm vËt liÖu Hèn hîp nguéi tÝnh n¨ng cao UPM

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp Pyrament 505 - T ¬Ý n íc Èm ®¸y vµ thµnh hè Cèt liÖu sái, c¸t, xi m¨ng, chÊt Pyrament 505

- §æ ®Çy hçn hîp vµo hè, ®Çm vµ lµm ph¼ng b»ng xÎng trén

- Dïng lu rung hoÆc lu tÜnh ®Çm vËt liÖu

- Thêi gian ninh kÕt 10 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 1.5 h (270C) vµ 2h (t¹i 100C)

- 68 -

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp Penatron R/M- 3003 ChÊt Penatron R/M- 3003; hai lo¹i nhùa

Lo¹i vËt liÖu Tãm t¾t quy tr×nh thùc hiÖn Thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh A vµ B - §æ hçn hîp vµo hè

- Hoµn thiÖn bÒ mÆt

- Thêi gian ninh kÕt 5 phót vµ thêi gian h×nh thµnh c êng ®é ®Ó th«ng xe lµ 45 phót ë nhiÖt ®é th«ng th ãng

- ChuÈn bÞ mÆt b»ng theo ph ¬ng ph¸p thÝch hîp Hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi - R¶i nhùa dÝnh b¸m t¹i ®¸y vµ thµnh hè

- Phun nhùa láng vµ cèt liÖu vµo hè Hçn hîp nhùa ® êng phun (AMZ vµ Rosco)

- Hoµn thiÖn mÆt vµ r¶i ®¸ mÆt lªn trªn

Theo dâi vµ ®¸nh gi¸ - thö nghiÖm trong phßng vµ c¸c ®Æc tr ng sö dông hiÖn tr êng

1) ThÝ nghiÖm trong phßng:

Danh môc c¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm trong phßng vµ tiªu chuÈn thÝ nghiÖm t ¬ng øng cho hçn hîp bª t«ng xi m¨ng thÓ hiÖn ë B¶ng 4.20. C¸c kÕt qña thÝ nghiÖm thÓ hiÖn trong B¶ng 4.21 vµ H×nh 4.13.

B¶ng 4.20. ChØ tiªu vµ tiªu chuÈn thÝ nghiÖm vËt liÖu söa ch÷a nøt vì mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

ChØ tiªu thÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm

§é bÒn nÐn cña v÷a xi m¨ng thuû ho¸ ASTM C 109

§é bÒn nÐn mÉu BTXM h×nh trô ASTM C 39

ASTM C 469 M« ®un ®µn håi tÜnh vµ hÖ sè Poisson cña mÉu BTXM chÞu nÐn

C êng ®é chÞu uèn cña BTXM ASTM C 79

C êng ®é b¸m cña hÖ Nhùa- Epoxy sö dông víi BTXM ASTM C 882

§é bÒn cña BTXM víi ®ãng vµ tan b¨ng nhanh ASTM C 666A

§é bÒn cña bÒ mÆt bª t«ng tiÕp xóc víi ho¸ chÊt ASTM C 672

X¸c ®Þnh ®é bÒn chèng mµi mßn bÒ mÆt mÉu BTXM ThÝ nghiÖm California 550

Thay ®æi chiÒu dµi cña BTXM vµ v÷a XM ho¸ cøng ASTM C 157

TÝnh t ¬ng thÝch nhiÖt gi÷a BTXM vµ líp phñ nhùa epoxy ASTM C 884

B¶ng 4.21. C¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm víi vËt liÖu bª t«ng xi m¨ng

HÖ sè Poisson HÖ sè ®é bÒn VËt liÖu M« ®un ®µn håi (106 psi) M« ®un uèn 28 ngµy (psi) Thay ®æi träng l îng ®ãng vµ tan b¨ng (g) MÊt m¸t do mµi mßn

Lo¹i III 6.95 0.17 1160 -12.3 101.3 18.7

Duracal 5.6 0.25 655 -39.4 43 19.8

Set - 45 6.7 0.2 495 -36 24.9 23.7

Five Star 5.6 0.17 675 a 10.1 19.5

- 69 -

Pyrament 7.2 0.16 1230 -5.6 124.9 25.5

SikaPronto 3.45 0.3 2220 3.5 76.3 12.7

MC-64 b b b 61.7 96.2 -0.8

Percol FL b b b 56.9 57.1 0

) i s p ( n Ð n é ® g n ê C

H×nh 4.13. C êng ®é chÞu nÐn cña c¸c lo¹i vËt liÖu söa ch÷a mÆt ® êng BTXM

Danh môc c¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm trong phßng vµ tiªu chuÈn thÝ nghiÖm t ¬ng øng cho hçn hîp bª t«ng nhùa dïng ®Ó söa vÕt nøt vì mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng ë B¶ng 4.22.

B¶ng 4.22. ChØ tiªu vµ tiªu chuÈn thÝ nghiÖm vËt liÖu söa ch÷a nøt vì mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng

ChØ tiªu thÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm

M« ®un ®µn håi t¶i träng lÆp ASTM D 4123

§é æn ®Þnh Marshall ASTM D 1559

Chèng bong bËt ASTM D 1664

§é c«ng t¸c Ph ¬ng ph¸p cña ViÖn GT bang Pennsylvanie

T¸ch nhùa ASTM D 2172

2) Quan tr¾c hiÖn tr êng

Cã 5 ®ît ®¸nh gi¸ ®Æc tr ng sö dông cña c¸c ph ¬ng ph¸p, thiÕt kÕ, vËt liÖu, c«ng nghÖ söa ch÷a nøt vì mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng vµo sau 1 th¸ng, 3 th¸ng, 6 th¸ng, 12 th¸ng vµ 18 th¸ng. C¸c ®¸nh gi¸ nµy chñ yÕu dùa trªn c¬ së quan s¸t c¸c h×nh thøc h háng vµ møc ®é h háng, bao gåm:

- Nøt vì

- Nøt

- Phong ho¸

- ¤xyho¸

- Bãc t íc

- Xuèng cÊp khu vùc xung quanh vÕt v¸

- Nøt gãc tÊm mÆt ® êng

- 70 -

- H háng mèi nèi

- C¸c khuyÕt tËt bª t«ng

- Bong vÕt v¸

Víi vÞ trÝ sö dông hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi, nguêi ta kiÓm tra c¸c h×nh thøc h háng sau:

- Lón lâm

- Bong bËt

- Tråi lón

- Nøt

- Ch¶y nhùa

- Vì mÐp

- MÊt miÕng v¸

C¸c nhËn xÐt cña SHRP tõ nghiªn cøu thö nghiÖm

§©y míi chØ lµ nhËn xÐt sau thêi gian sö dông 18 th¸ng, trong khi tuæi thä dù kiÕn cña c¸c vÕt v¸ cã thÓ lªn ®Õn 5 - 10 n¨m. CÇn thiÕt ph¶i cã sù theo dâi, kiÓm so¸t tiÕp tôc.

- Cã sù kh¸c nhau ®¸ng kÓ gi÷a vËt liÖu xi m¨ng vµ polyme vÒ phong ho¸, ®é bãc t íc, ®é dÝnh b¸m ... vÒ tèc ®é nøt däc t¹i tÊt c¶ c¸c hiÖn tr êng trõ vïng Èm - kh«ng ®ãng b¨ng (vïng khÝ hËu t ¬ng ®ång ®iÒu kiÖn khÝ hËu ViÖt Nam), tèc ®é « xi ho¸ trong vïng kh« - kh«ng ®ãng b¨ng vµ tèc ®é nøt vì trong vïng Èm - kh«ng ®ãng b¨ng.

- §èi víi vËt liÖu cã gia cè bitum, cã sù kh¸c nhau gi÷a tèc ®é ch¶y nhùa vµ háng mÐp v¸ trong vïng Èm - ®ãng b¨ng, vµ tèc ®é lón lâm, bong bËt trong vïng Èm - kh«ng l¹nh.

- Trong vïng khÝ hËu kh« - kh«ng ®ãng b¨ng, vËt liÖu Type III PCC, Five Star HP, MC-64, SikaPronto 11 vµ Pyrament 505 cho s¶n phÈm mÆt ® êng söa ch÷a tèt h¬n ®¸ng kÓ so víi Penatron R/M 3003.

- Trong vïng khÝ hËu Èm - ®ãng b¨ng, kh«ng cã sù kh¸c nhau ®¸ng kÓ gi÷a c¸c c«ng nghÖ phun vµ c«ng nghÖ lµm s¹ch vµ v¸, sö dông hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi.

- Trong dïng khÝ hËu Èm - kh«ng ®ãng b¨ng, c¸c vÕt v¸ sö dông hèn hîp nhùa nguéi cã sù kh¸c nhau ®¸ng kÓ vÒ ®Æc tr ng khai th¸c gi÷a c¸c c«ng nghÖ thi c«ng kh¸c nhau.

- Trong sè 74 tæ hîp lo¹i h×nh söa ch÷a trªn tÊt c¶ c¸c hiÖn tr êng thö nghiÖm, chØ cã 3 tæ hîp cã chÊt lîng kÐm. §ã lµ vÕt v¸ sö dông Percol FL theo ph¬ng ph¸p “ca vµ v¸” ë vïng khÝ hËu Èm - ®ãng b¨ng, Set - 45 theo ph¬ng ph¸p “bµo vµ v¸” ë vïng Èm - ®ãng b¨ng vµ Percol FL theo ph ¬ng ph¸p “ ca vµ v¸” ë dïng kh« - kh«ng ®ãng b¨ng.

- Kh«ng cã xu h íng râ rÖt vÒ sù kh¸c nhau theo vïng khÝ hËu.

- S¾p xÕp thø tù c¸c ph ¬ng ph¸p, vËt liÖu, c«ng nghÖ theo ®Æc tÝnh sö dông (tèt - kÐm dÇn) lµ kh«ng thÓ thùc hiÖn ® îc do hÇu hÕt c¸c vÕt v¸ chÊt l îng tèt.

C¸c ®Ò xuÊt cña SHRP

- Më réng ph¹m vi nghiªn cøu c¸c vËt liÖu míi

- Phæ biÕn sö dông c¸c s¶n phÈm nghiªn cøu

- Ph¸t triÓn, t¨ng s¶n phÈm b¶o d ìng víi c¸c tæ hîp vËt liÖu - quy tr×nh ®Ó cã ® îc sè liÖu nhiÒu h¬n ®Ó cã thÓ ® a ra kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm chÝnh x¸c h¬n

- 71 -

- §Çu t vµo ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu ®¨c trung dµi h¹n cña c¸c vÕt v¸ trªn nøt vì cña mÆt ® êng bª t«ng xi m¨ng cã thanh truyÒn lùc

Chương 1: Hệ thống quản lý khai thác đường ô tô