intTypePromotion=1

Giáo trình Quản lý khai thác đường ô tô (Hệ cao đẳng): Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

0
160
lượt xem
40
download

Giáo trình Quản lý khai thác đường ô tô (Hệ cao đẳng): Phần 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung phần 1 Giáo trình Quản lý khai thác đường ô tô (Hệ cao đẳng) trình bày hệ thống khai thác vận tải ô tô và những nhân tố ảnh hưởng, theo dõi và đánh giá chất lượng khai thác của đường qua nội dung hai chương đầu tài liệu. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Quản lý khai thác đường ô tô (Hệ cao đẳng): Phần 1

  1. TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI II KHOA CÔNG TRÌNH GIÁO TRÌNH QUẢN LÝ KHAI THÁC ĐƢỜNG Ô TÔ (Hệ Cao đẳng) Quaûn g Ngaõi 1 35 Km ĐÀ NẴNG - NĂM 2012 Chương 1: HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI Ô TÔ 1
  2. Chương 1: HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI Ô TÔ VÀ NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG 1.1. ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI Ô TÔ (0,5-0,5) Mạng lƣới đƣờng ô tô trên đất nƣớc Việt Nam theo thống kê cho đến nay ƣớc tính có tổng chiều dài 225 ngàn kilomet. Nghiên cứu về quản lý khai thác đường ô tô Việt Nam nhằm tìm cách sử dụng hợp lý ô tô và đường để chuyên chở hành khách và hàng hóa phục vụ kinh tế, quốc phòng, văn hóa và xã hội của đất nước. Trong đó, đối với đƣờng ô tô phải đảm bảo đƣợc thời gian sử dụng luôn luôn có trạng thái nhƣ đã dự tính trong thiết kế: Đảm bảo hình học, đảm bảo tải trọng, đảm bảo vận tốc và đảm bảo thông đƣợc lƣu lƣợng xe (hoặc lƣu lƣợng hàng hóa, hành khách) với mức độ an toàn đã đƣợc quy định. Để làm tốt đƣợc nhiệm vụ của mình, những ngƣời làm công tác quản lý khai thác đƣờng ô tô cần phải nghiên cứu hệ thống khai thác vận tải ô tô. Sơ đồ hệ thống khai thác vận tải ô tô (hình 1.1) cho thấy trong đó có 4 khối và 6 quan hệ tác dụng tƣơng hỗ. MOÂI TRÖÔØNG XUNG QUANH CON NGÖÔØI DOØNG XE ÑÖÔØNG OÂ TOÂ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống khai thác vận tải ô tô và các tác dụng tƣơng hỗ trong hệ thống Trong hệ thống khai thác vận tải ô tô: Khối con ngƣời bao gồm tất cả những ngƣời tham gia giao thông và khai thác đƣờng (ngƣời lái xe hoặc điều khiển các phƣơng tiện giao thông, ngƣời đi bộ, hành khách, ngƣời hƣớng dẫn giao thông, …) Khối đƣờng ô tô bao gồm toàn bộ các công trình: Nền đƣờng, kết cấu áo đƣờng, các công trình trên đƣờng, các thiết bị và các dấu hiệu hƣớng dẫn và đảm bảo an toàn giao thông, có thể tại mặt đƣờng, trên đƣờng và dƣới mặt đất, tất cả tạo nên một tổ hợp công trình thống nhất. Khối dòng xe bao gồm toàn bộ các loại phƣơng tiện giao thông chạy trên đƣờng ô tô (kể cả các loại máy tự hành, mooc kéo theo, mô tô, xe máy, xe đạp, v.v…). Khối môi trƣờng xung quanh bao gồm những ý niệm nằm trong tầm nhìn của ngƣời đi trên đƣờng, còn đối với ngƣời lái xe thì là tầm nhìn từ trong cabin ra ngoài. Đó là các yếu tố của đƣờng: Phần dành cho xe chạy, các loại ký hiệu, tín hiệu, các loại thiết bị phòng hộ trên đƣờng, các cây cối, đồi núi, v.v… Hiểu thấu đáo về tác dụng tương hỗ giữa các khối trong hệ thống khai thác vận tải ô tô mới có thể đưa ra được phương án tổ chức bảo dưỡng - sửa chữa đúng đắn, biện pháp kỹ thuật bảo dưỡng - sửa chữa đúng đắn, nghĩa là đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất. Ví dụ trong quan hệ tác dụng tƣơng hỗ giữa xe và đƣờng, có biết đƣợc tác dụng của ô tô lên đƣờng làm cho đƣờng sẽ bị tích lũy biến dạng lún, bị mài mòn, dao động đơn 2
  3. điệu của một loại xe sẽ làm cho đƣờng lƣợn sóng đều đều, v.v… thì cần phải theo dõi diễn biến lƣu lƣợng xe chạy trên đƣờng và thời gian khai thác, quản lý cho chạy xe không quá tải, theo dõi biến dạng của đƣờng, độ hao mòn mặt đƣờng, v.v… để đề ra phƣơng pháp bảo dƣỡng hay sửa chữa đúng đắn. Có biết đƣợc đƣờng cũng tác dụng trở lại xe chạy trên đƣờng bằng lực bám, lực xung kích, các đƣờng cong nằm không cong đều sẽ làm cho xe chạy bị lắc ngang, các đƣờng cong đứng sẽ làm cho bánh xe bị gia tải hoặc giảm tải, v.v… ngƣời quản lý khai thác đƣờng phải luôn chú ý làm cho các tác động này nằm trong phạm vi đảm bảo xe chạy tốt. Nếu xét trƣờng hợp mặt đƣờng lồi lõm quá mức cho phép sẽ làm cho xe mau hỏng, xe chạy bị giảm tốc xuống mức dƣới tốc độ thiết kế thì đƣờng đã bị xuống cấp, và muốn không có điều đó xảy ra thì phải biết nguyên nhân lồi lõm mặt đƣờng là do xe chạy quá tải hoặc do chế độ thủy nhiệt sinh ra, v.v… để từ đó tìm ra cách khắc phục hoặc phải sửa chữa, cải tạo, nâng cấp đƣờng kịp thời và hiệu quả nhất. Trong khối Con ngƣời của Hệ thống khai thác vận tải ô tô, những ngƣời quản lý khai thác đƣờng (hình 1.2) cần phải nắm chắc đƣợc vai trò vị trí của mình, các loại hƣ hỏng thƣờng gặp trên đƣờng, nguyên nhân gây ra hƣ hỏng, đặc điểm của đƣờng, v.v… thì mới làm tốt cho hệ thống khai thác vận tải ô tô. 1.2. NHỮNG NHÂN TỐ GÂY RA SỰ SUY GIẢM CHẤT LƢỢNG ĐƢỜNG Ô TÔ (2,5-2) 1.2.1. Môi trường vật chất của đường ô tô 1. Những nhân tố chủ yếu thuộc về khí hậu Mƣa khí quyển là một nhân tố quan trọng nhất cần phải coi trọng vì nó ảnh hƣởng tới sức chịu đựng của các vật liệu làm đƣờng. Một lƣợng ngậm nƣớc tối thiểu cần nhƣ thế nào để cho vật liệu đất làm đƣợc nhiệm vụ của nó một cách đầy đủ trong kết cấu tổng thể nền - mặt đƣờng nói chung hoặc trong công trình nền đƣờng nói riêng, thì sự quá thừa nƣớc lại nguy hại nhƣ thế ấy cho sự bền vững của chúng. Mƣa có thể gây những tác hại lớn cho đƣờng sá, và để phòng tránh các tác hại có thể xảy ra, không gì bằng trực tiếp quan sát con đƣờng dƣới trời mƣa. Đây là một công việc mà mọi ngƣời có trách nhiệm quản lý bảo dƣỡng và sửa chữa đƣờng cần phải làm, và kể cả những ngƣời làm công tác thiết kế đƣờng nữa, để từ đó rút ra đƣợc những thông tin cần cho việc lập các đồ án đƣợc tốt. Một hiện tƣợng thƣờng gắn trực tiếp với mƣa, đặc biệt là những địa phƣơng có chế độ mƣa khắc nghiệt là sự xói mòn đất, đây đƣợc coi là hiện tƣợng thƣờng xảy ra trên đƣờng ô tô ở các nƣớc vùng nhiệt đới nhƣ nƣớc ta. Hiện tƣợng xói mòn chỉ bắt đầu phát sinh khi tốc độ nƣớc chảy vƣợt quá tốc độ giới hạn. Tốc độ giới hạn này có thể từ 0.30 m/s cho cát có đƣờng kính 0.1 mm và đạt tới 1.50 m/s hoặc hơn nữa cho sỏi cuội và cả cho đất sét. Ơ chỗ đất xốp ngƣời ta thƣờng chấp nhận trị số 0.90 m/s. Để có thể dựa vào các giới hạn này mà đánh giá hiện tƣợng sẽ xảy ra trên đƣờng thì cần phải biết lƣợng mƣa, tính toán thủy văn, thủy lực để biết vận tốc chảy trên mặt đƣờng, lề đƣờng và mái dốc đào, đắp đƣờng. Mƣa lũ làm mềm yếu đất nền, giảm sức chống cắt của đất, gây sạt lở mái ta luy nền đƣờng Ánh nắng mặt trời là một nhân tố thuận lợi cho sự bền vững của mặt đƣờng. Thực tế, nƣớc đọng trên lớp mặt xe chạy và thấm xuống kết cấu áo đƣờng làm giảm cƣờng độ và tăng số lƣợng tai nạn do trơn trƣợt. Nhờ có ánh nắng mặt trời, nước bốc hơi nhanh hơn và làm giảm thời gian đọng nước và thấm nước. Tuy nhiên, bức xạ mặt trời lại có ảnh hưởng không tốt tới cường độ của vật liệu làm mặt đường, đặc biệt là 3
  4. đối với mặt đường nhựa, mặt đường bê tông xi măng. Sự thay đổi của nhiệt độ trong ngày có thể làm cho mặt đường co giãn, thể tích thay đổi không đều làm cho mặt đường nứt nẻ. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, mặt đường nhựa có thể trở nên mềm, dẻo, nhất là khi dùng lượng nhựa, loại nhựa không hợp lý, trên mặt đường phát sinh làn sóng, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đường. Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, dòn làm mặt đường nứt, gãy. Cuối cùng là gió. Gió có thể có tác dụng tốt khi làm nhanh sự bốc hơi, nhƣng có khi gió lại gây khó khăn cho xe bám đường để chạy, khó khăn cho người lái xe nhìn đường, khó khăn cho thi công. Ví dụ: Có thể nhiệt độ ngoài trời khá cao, gió vẫn làm nguội các tia nhựa trong lúc rải nhựa làm giảm tính dính bám của nhựa với đá, mặt khác khi đang tƣới nhựa mà mặt đá bị gió thổi làm cho bị phủ một lớp bụi mỏng, lớp bụi mỏng này làm nhựa kém dính bám với đá. 2. Chất lượng của đất và các loại vật liệu. Chất lƣợng của đất và các loại vật liệu đóng một vai trò quan trọng, một mặt đối với kết cấu áo đƣờng, mặt khác đối với lớp mặt chịu tác dụng của bánh xe chạy. Loại đất dùng để đắp nền đƣờng thƣờng đƣợc chọn là các loại đất có khả năng chịu lực tốt, dễ đầm lèn, trạng thái của đất ít thay đổi khi độ ẩm biến đổi nhiều, v.v.. Các loại đất bị trương nở, hoặc co ngót nhiều khi bị thay đổi lớn về độ ẩm sẽ làm các lớp kết cấu mặt đường bên trên bị phá hủy nhanh chóng. Với các mặt đường cấp thấp không đƣợc trải nhựa, chất lƣợng của vật liệu hạt nhƣ: kích cỡ hạt thành phần cấp phối, độ dính kết, cƣờng độ, sức chịu mài mòn, tính nhạy cảm với nƣớc là những yếu tố quyết định khả năng chống xói mòn và chống bánh xe mài mòn của mặt đƣờng. Do vậy, để tránh những phá hoại sau này nhất thiết phải tôn trọng những quy định về chế tạo và thi công. Khi thi công mặt đƣờng nhựa, đặc biệt là đối với vật liệu sỏi, đá, những điều cần tránh gồm có: Cƣờng độ không đủ; Cấp phối hạt không đúng quy cách; Vật liệu không đủ sạch; Kích thƣớc ngoại hình của hạt vật liệu không đạt yêu cầu: Quá nhiều hạt tròn hoặc quá nhiều hạt dẹt, hạt dài. Khi thi công các loại mặt đƣờng khác, các điều kiện tổng quát về đất và vật liệu tự nhiên cần phải đạt đƣợc các yêu cầu sau: Có độ ẩm thích hợp với việc thi công nền đất và đầm nén; Có độ trƣơng nở thấp; Có đủ lực dính và cƣờng độ chịu nén; Có đủ sức chịu đựng và cƣờng độ cơ học để cho phép chịu đƣợc ứng suất lặp do tải trọng trùng phục của xe chạy gây ra; Có đủ cƣờng độ chịu nén; Không nhạy cảm với nƣớc; Kích cỡ các hạt lớn nhất đƣợc giới hạn dƣới 40 mm cho vật liệu làm lớp móng trên và 60 mm cho vật liệu làm lớp móng dƣới để tránh bị phân tầng và dễ thi công. 1.2.2. Chất lượng kỹ thuật của đồ án thiết kế và của thi công Chất lƣợng kỹ thuật xấu của một đồ án thiết kế đƣờng có thể gây ảnh hƣởng xấu, làm cho mặt đƣờng chóng suy giảm chất lƣợng. Về phƣơng diện thi công và chế tạo vật liệu, những sai sót chính có thể dẫn đến rút ngắn tuổi thọ của con đƣờng là: 4
  5. Thiếu công đầm lèn; Khi chuyên chở, bốc dỡ, san rải, đá bị phân tầng, (đá nhỏ và đá to bị phân tách); Cân đong thiếu nhựa hoặc thiếu cốt liệu, không đúng quy định hoặc thất thƣờng; Nhiệt độ thi công nhựa đƣờng quá thấp; Màng nhựa chƣa bao kín các hạt đá; V.v… 1.2.3. Ảnh hưởng của lượng vận chuyển và tải trọng xe. Sự hoạt động qua lại nhiều lần của các trục xe, áo đƣờng bị bào mòn trên mặt và mỏi trong kết cấu. a. Hiện tượng mài mòn Sự mài mòn lớp mặt xảy ra chủ yếu là do lực tiếp tuyến gây ra bởi bánh xe. Lực tiếp tuyến làm bong bật các hạt đá mặt đƣờng không rải nhựa, đối với mặt đƣờng láng nhựa và bê tông nhựa thì nó làm nhẵn mặt các viên đá. Sự mài mòn tùy thuộc vào cƣờng độ vận chuyển, thành phần dòng xe (số lƣợng xe, loại xe nhẹ hay xe nặng) và vào tốc độ của xe. b. Hiện tượng mỏi: giảm cường độ theo thời gian Hiện tƣợng mỏi xuất hiện phổ biến trên các đƣờng nhựa, do sự không liên tục trong cấp phối của vật liệu và sự diễn biến khác nhau giữa một bên là móng đƣờng và nền đƣờng với một bên là lớp trên mặt đƣờng. Sự mỏi của mặt đƣờng có nguyên nhân từ các lực thẳng đứng do truyền tải và các lực kéo nén tác dụng lên kết cấu mặt đƣờng, trong bề dày áo đƣờng sự ma sát lặp đi lặp lại giữa các hạt đá dẫn đến tác dụng làm vụn dần mặt đá, sản sinh ra các hạt bụi nhỏ và làm tăng tính dẻo của phối liệu. Có thể thấy sự phát sinh trên đƣờng những vết nứt dọc và nứt ngang khi mặt đƣờng phải làm việc qúa giai đoạn đàn hồi của nó. Nhiều thử nghiệm đã đƣợc làm trên các mặt đƣờng nhựa, đặc biệt là thử nghiệm AASHO đã cho thấy rất rõ là các hiện tƣợng mỏi này tùy thuộc không những vào số lần lặp đi lặp lại của tải trọng bánh xe, mà còn phụ thuộc rất nhiều vào trọng lƣợng của trục xe. Số lần lặp của tải trọng trên các mặt đƣờng nhựa (khối lƣợng vận chuyển và hình thái các trục xe) tác động đến tuổi thọ của mặt đƣờng không phải theo qui luật đƣờng thẳng, mà theo một hàm số có dạng hàm số lôgarit và cứ nhƣ thế mà các tác động trực tiếp của hiện tƣợng mỏi đƣợc thể hiện từ từ, càng trải qua nhiều thời gian (kể từ khi bắt đầu đƣa đƣờng vào khai thác) tác động tích luỹ lại càng nhiều hơn. Ở giai đoạn dài khởi đầu, có thể dài hơn một nửa tuổi thọ có ích của con đƣờng (thậm chí có thể 2/3) không thấy xuất hiện những hƣ hỏng có thể trông thấy đƣợc bằng mắt thƣờng nếu có một sự bảo dƣỡng tối thiểu cho lớp mặt. Nhƣng sau giai đoạn này sẽ thấy xuất hiện giai đoạn phá hỏng càng ngày càng nhanh, nó đƣợc thể hiện bằng những vết nứt và những vết lún của bánh xe và dẫn đến mặt đƣờng mất bằng phẳng và dần bị bong bật. c. Tác động của tải trọng xe tới độ bền của kết cấu nền – mặt đường: Về mặt nguyên lý, tổ hợp gồm: Tải trọng trục + bánh xe + mặt đƣờng giữ vai trò quyết định đến độ bền và tuổi thọ của kết cấu mặt đƣờng, trong đó, toàn bộ trọng lƣợng bản thân xe đƣợc phân bố qua các trục bánh xe để thông qua bánh xe truyền trực tiếp tải trọng xuống mặt đƣờng (hình 1.3). Tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đƣờng, căn cứ vào tải trọng, độ cứng của bánh xe và độ cứng của mặt đƣờng mà diện tích truyền áp lực xuống có thể lớn hay nhỏ, ảnh hƣởng trực tiếp đến sự chịu tải của các lớp kết cấu mặt đƣờng và của nền đƣờng. 5
  6. AÙp suaát döôùi AÙp suaát döôùi baùnh ñôn baùnh keùp ÖÙng suaát lôùn nhaát taïi taâm ñoái xöùng phaùt sinh taïi ñaùy lôùp vaät lieäu Hình 1.3: Sơ đồ mô tả trạng thái ứng suất của nền - mặt đƣờng dƣới tác dụng của tải trọng bánh xe. Xét về yếu tố tải trọng trục và bánh xe, nếu để cho các phƣơng tiện có mức độ trọng tải không hợp lý sẽ gây hƣ hỏng cho kết cấu mặt đƣờng và các công trình cầu cống trên đƣờng. Tải trọng càng cao càng dễ gây hƣ hỏng cho đƣờng, xe bánh đơn, trục đơn gây hƣ hỏng đƣờng nhiều hơn xe bánh kép, trục kép cùng tải trọng. Theo tài liệu nghiên cứu của Hội những ngƣời làm đƣờng ô tô và vận tải ở Mỹ (AASHTO), các loại xe tải thông dụng hiện đang lƣu thông trên đƣờng có 4 kiểu trục xe cơ bản nhƣ sau: Trục đơn – bánh đơn; Trục đơn – bánh kép; Trục kép – bánh đơn; Trục kép – bánh kép. Hệ số chuyển đổi tải trọng của các loại xe về trục đơn bánh kép của xe tiêu chuẩn 8,0 tấn đã đƣợc tính với giả thiết: Chỉ số phục vụ ở cuối thời kỳ thiết kế Pt = 2,5, chỉ số kết cấu mặt đƣờng mềm SN = 3 và BTXM dày 22cm. Kết quả tính toán cho thấy: Nếu so sánh cùng kiểu trục đơn giữa 2 loại tải trọng trục thì nguy cơ gây hƣ hỏng mặt đƣờng do xe vƣợt tải có tải trọng trục đơn 13,34 tấn gây ra sẽ gấp 7,9 lần so với tải trọng trục đơn bánh kép của xe tiêu chuẩn 8,0 tấn. Từ kết quả tính toán, AASHTO đã đƣa ra một số thông báo nhƣ sau: Để đạt đƣợc mức độ ảnh hƣởng tới mặt đƣờng tƣơng đƣơng nhƣ do xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 8,0 tấn gây ra, thì với loại xe tải nhẹ có tải trọng trục đơn 4,45 tấn phải tác động gấp 12 lần so với xe tiêu chuẩn; Tƣơng tự, để đạt đƣợc mức độ ảnh hƣởng nhƣ nhau tới mặt đƣờng do xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 8,0 tấn gây ra trong một số lƣợt chạy nhất định, thì với xe tải nặng hơn có tải trọng trục đơn 9,78 tấn chỉ đƣợc phép chạy bằng một nửa số lƣợt đó; Nguy cơ gây hƣ hỏng mặt đƣờng của xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 8,0 tấn gấp 3000 lần so với xe con có tải trọng trục đơn 0,89 tấn; Cùng chịu một tải trọng nhƣ nhau là 13,3 tấn nhƣng nguy cơ gây hƣ hỏng mặt đƣờng của xe tải nặng trục đơn sẽ lớn gấp khoảng 11 lần so với xe trục kép. 6
  7. 1.3. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT TRONG KHAI THÁC VẬN TẢI Ô TÔ (4-1+0,5) 1.3.1. Mục đích nghiên cứu Là dùng các chỉ tiêu đó để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng các con đƣờng và phƣơng tiện vận tải, hiệu quả của công tác bảo dưỡng sửa chữa đƣờng, công tác tổ chức giao thông đảm bảo an toàn và thông suốt trên đƣờng. 1.3.2. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật a. Năng suất vận tải ô tô hàng năm Năng suất vận tải ô tô hàng năm (P) là đại lƣợng đo bằng tấn-Km/năm, có giá trị tính theo công thức sau: Tk tgV P Lk htQk tt , (T.Km / năm) (1.1) L t q Vk ht Trong đó: T - Số giờ hoạt động của xe trong một năm; ktg - Hệ số sử dụng thời gian; V - Vận tốc xe chạy trung bình, Km/h; kht - Hệ số sử dụng hành trình; tq - Số giờ bốc dỡ cho một chuyến xe; L - Chiều dài hành trình, Km; Q - Sức trọng tải của xe, tấn (T); ktt - Hệ số sử dụng trọng tải. Từ công thức cho thấy năng suất vận tải ô tô phụ thuộc nhiều vào tải trọng ô tô và tốc độ xe chạy. Nhƣ vậy cƣờng độ của kết cấu mặt đƣờng và độ bằng phẳng của mặt đƣờng cũng ảnh hƣởng quan trọng đến năng suất vận tải ô tô (vì đủ cƣờng độ thì xe chạy sẽ không bị lún bánh, hệ số cản lăn nhỏ và xe có thể chở đƣợc theo trọng tải đã định; mặt đƣờng phẳng thì sẽ hạn chế sinh ra xung kích và xe sẽ chạy đƣợc tốc độ cao). Cho nên việc đảm bảo cho mặt đƣờng luôn luôn đủ cƣờng độ và độ bẳng phẳng là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của công tác quản lý khai thác đƣờng. b. Mức độ an toàn giao thông: An toàn giao thông là một chỉ tiêu quan trọng trong giao thông vận tải. Có thể đánh giá mức độ an toàn giao thông thông qua mức độ thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông (Y), biểu thị dƣới dạng thiệt hại về vật chất tính trung bình trên một Km đƣờng theo công thức: M1 M 2 Ctb C1 C2 Y , (đồng / Km) (1.2) L Trong đó: M1 - Số nhân công bị mất khả năng lao động do thƣơng tật vì tai nạn giao thông, ngƣời *ngày; (tính từ lúc tai nạn giao thông cho đến lúc đi làm lại) M2 - Số nhân công bị chết do các tai nạn giao thông (tính từ lúc chết vì tai nạn giao thông cho đến lúc về hƣu), ngƣời* ngày; Ctb - Chi phí trung bình hàng ngày cho một lao động, đồng/ ngƣời/ngày; C1 - Chi phí sửa chữa ô tô do tai nạn gây ra, đồng; C 2 - Thiệt hại do hƣ hỏng, mất mát hàng hóa vì tai nạn giao thông, đồng; L - Chiều dài chạy xe. c. Giá thành vận tải (C) Giá thành vận tải (C) là đại lƣợng đo bằng đ/tấn/Km, đặc trƣng cho hiệu quả kinh tế của vận tải ô tô và đƣợc tính theo công thức: 7
  8. Z qđ C (đ/tấn/Km) (1.3) P Trong đó: Zqđ Z1 Z1 ' Z2 Zđ Z3 Z4 Zô Z5 P - Năng suất vận tải ô tô hàng năm, tấn*Km / năm; zqđ - Chi phí qui đổi hàng năm cho việc mua sắm ô tô, khai thác ô tô, xây dựng đƣờng và khai thác đƣờng, tính bằng đồng/năm; z1 - Chi phí qui đổi trong việc mua sắm ô tô; đồng z1’ - Giá trị còn lại của ô tô, đồng; z2 - Chi phí qui đổi trong việc trung tu và đại tu ô tô, đồng; z3 - Chi phí qui đổi trong việc xây dựng đƣờng và các công trình dùng cho đƣờng, đồng; z4 - Chi phí qui đổi trong việc trung tu và đại tu đƣờng, đồng; zô - Chi phí thƣờng xuyên đã qui đổi trong việc khai thác ô tô, đồng; zđ - Chi phí qui đổi cho việc sửa chữa thƣờng xuyên (bảo dƣỡng và sửa chữa nhỏ) đƣờng, đồng; z5 - Thiệt hại qui đổi do các tai nạn giao thông trên đƣờng, đồng. Công thức (1.3) cho thấy trạng thái của mặt đƣờng là một nhân tố có ảnh hƣởng lớn đến giá thành vận chuyển vì nó ảnh hƣởng trực tiếp đến năng suất vận tải ô tô. Cho nên một trong những cách làm giảm giá thành vận chuyển là luôn luôn giữ cho đƣờng và các công trình trên đƣờng ở trạng thái tốt. Ba chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật nói trên là ba chỉ tiêu chính dùng để đánh giá hiệu quả của hệ thống khai thác vận tải ô tô. Tuy nhiên để phân tích rõ hơn, còn có thể dùng một loạt các chỉ tiêu phụ đặc trƣng cho những đặc điểm của các tác dụng tƣơng hỗ giữa những yếu tố của các hệ thống nhỏ với nhau trong cơ cấu hệ thống khai thác vận tải ô tô. Ví dụ khi đánh giá về tác dụng qua lại của các yếu tố trong hệ thống nhỏ “ô tô và đƣờng” ta còn có thể dùng các chỉ tiêu nhƣ độ bằng phẳng, cƣờng độ của kết cấu mặt đƣờng, tốc độ có thể đạt đƣợc của ô tô theo điều kiện bằng phẳng, v.v... 1.4. CHẾ ĐỘ THỦY NHIỆT CỦA ĐƢỜNG (5-1) 1.4.1. Khái niệm, mục đích nghiên cứu và bản chất vật lý của chế độ thủy nhiệt của đường 1.Khái niệm về chế độ thủy nhiệt của đường 08/08/78 Chế độ thủy nhiệt của đƣờng là qui luật thay đổi về độ ẩm và nhiệt độ trong áo đƣờng và nền đƣờng, theo không gian và thời gian. 2.Mục đích nghiên cứu về chế độ thủy nhiệt của đường Nhằm xác định đƣợc qui luật thay đổi độ ẩm theo không gian và thời gian để tìm ra độ ẩm trong mùa bất lợi nhất. Từ đó có thể xác định đƣợc đúng đắn cƣờng độ của đất nền đƣờng và kết cấu áo đƣờng, kiểm tra khả năng làm việc của đƣờng, và khi cần thiết thì đƣa ra đƣợc biện pháp cải thiện đúng đắn cho chế độ thủy nhiệt của đƣờng. 3.Bản chất vật lý của chế độ thủy nhiệt của đường Khi nhiệt độ trong nền đƣờng và áo đƣờng thay đổi, hoặc khi đƣờng chịu tác dụng của áp lực hơi nƣớc và không khí do gió thổi hay nhiệt độ thay đổi ở bên ngoài gây ra, thì đất nền đƣờng và vật liệu làm áo đƣờng sẽ có sự trao đổi nƣớc với bên ngoài. Quá trình đó cứ diễn ra thƣờng xuyên, ảnh hƣởng nhiều đến trạng thái và tính chất cơ lý 8
  9. của đất và vật liệu làm áo đƣờng, ảnh hƣởng đến điều kiện làm việc của đƣờng mà trong đó nƣớc đóng vai trò chủ yếu. Trong quá trình đó có sự thay đổi giữa hai pha hơi và lỏng của nƣớc. Và trong nghiên cứu về vấn đề này ngƣời ta chia làm 3 trƣờng hợp: Trƣờng hợp 1: Khuếch tán chỉ có một pha là hơi nƣớc, xảy ra khi độ ẩm của vật liệu nhỏ hơn độ ẩm hút ẩm cực đại: W < Whcđ. Trƣờng hợp 2: Khuếch tán hai pha là hơi nƣớc bão hòa và pha lỏng, xảy ra khi độ ẩm của vật liệu lớn hơn độ ẩm hút ẩm cực đại và nhỏ hơn độ ẩm no nƣớc: Whcđ < W < Wno. Trƣờng hợp 3: Khuếch tán chỉ có một pha là pha lỏng, xảy ra khi tất cả lỗ rỗng đều chứa đầy nƣớc, độ ẩm của vật liệu lớn hơn hay bằng độ ẩm no nƣớc: W ≥ Wno. Trong các lớp vật liệu của áo đƣờng thƣờng xảy ra trƣờng hợp 1. Trong đất ở phần trên của nền đƣờng thƣờng xảy ra trƣờng hợp 2, Trong đất nền đƣờng ở phần no nƣớc thì xảy ra trƣờng hợp 3. Ví dụ lớp đất càng gần móng mặt đƣờng sẽ càng ẩm hơn do hiện tƣợng khuếch tán nhiệt của hơi nƣớc đi từ khu vực đất nóng đến khu vực vật liệu lạnh hơn. Chế độ thủy nhiệt làm cho độ ẩm trong đất nền đƣờng và vật liệu không đều nhau, dẫn đến mặt đƣờng, mặt lề đƣờng, mặt mái taluy không phẳng, và sẽ là nguyên nhân dẫn đến các hình thức hƣ hỏng nghiêm trọng hơn nếu không kịp thời khắc phục. 1.4.2. Chế độ thủy nhiệt của địa phương ảnh hưởng đến chế độ thủy nhiệt của đường: 1.Các nguồn nước ở bên ngoài ảnh hưởng đến chế độ thủy nhiệt của đường: Nghiên cứu về vấn đề này, ngƣời ta phân đƣờng làm 3 loại chịu ảnh hƣởng của các nguồn nƣớc nhƣ sau: * Loại I: Gọi là đƣờng ở vùng khô ráo, là vùng thoát nƣớc mặt tốt, không có nƣớc đọng, còn nƣớc ngầm ở dƣới sâu không ảnh hƣởng đến tầng hoạt động (bình thƣờng độ sâu tầng này là za = 1m đến 1,5m), nền đƣờng chỉ bị ảnh hƣởng của nƣớc mƣa và hơi nƣớc. * Loại II: Đƣờng ở vùng ẩm ƣớt theo mùa, là vùng bị ảnh hƣởng của nƣớc mặt ở hai bên đƣờng (lâu hơn 20 ngày), nhƣng nƣớc ngầm ở sâu không ảnh hƣởng đến đƣờng đến tầng hoạt động. * Loại III: Đƣờng ở vùng rất ẩm ƣớt, là trƣờng hợp mực nƣớc ngầm ở nông, nƣớc mặt cũng không thoát đƣợc. Những nguồn nƣớc này thƣờng xuyên ảnh hƣởng đến nền đất và móng của đƣờng. Chế độ thủy nhiệt ở các loại đó sẽ ảnh hƣởng khác nhau đến chế độ thủy nhiệt của đƣờng. Cần phải phân chia từng đoạn đƣờng nhƣ vậy để đề ra biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt đúng đắn và có hiệu quả nhất cho từng đoạn đƣờng cụ thể. 2.Khí hậu thời tiết của mỗi vùng một khác và sẽ ảnh hưởng đến đường với mức độ khác nhau Khí hậu của các địa phƣơng có khác nhau, theo thời gian thời tiết cũng thay đổi, hai nhân tố này làm cho chế độ thủy nhiệt của đƣờng sẽ khác nhau giữa các vùng và cũng thay đổi theo thời tiết. Ví dụ về mùa mƣa mực nƣớc ngầm dâng cao khiến cho độ ẩm trong nền đƣờng tăng lên làm mặt đƣờng bị phá hoại nhiều trong mùa mƣa (lồi lõm, nứt, sinh nhiều ổ gà,...). 3.Địa hình địa mạo trong khu vực có ảnh hưởng đến các nguồn nước và ảnh hưởng đến chế độ thủy nhiệt của đường Nơi mặt đất lồi lõm nhiều và khó thoát nƣớc thì chế độ thủy nhiệt cũng ảnh hƣởng xấu đến đƣờng. 9
  10. Nơi có nhiều địa vật, cây cối trên mặt đất cũng làm cho khó thoát nƣớc và nƣớc khó bay hơi thì chế độ thủy nhiệt cũng ảnh hƣởng xấu đến đƣờng. 1.4.3. Chế độ thủy nhiệt của đường ảnh hưởng đến sức phục vụ của đường 1.Chế độ thủy nhiệt ảnh hưởng đến mô đuyn đàn hồivf sức chống cắt của nền đường Bởi vì chế độ thủy nhiệt ảnh hƣởng đến độ ẩm của đất, cho nên ảnh hƣởng đến mô đuyn đàn hồi của nền đƣờng: E 0 f W, K, m C và do đó ảnh hƣởng đến mô đuyn đàn hồi chung của nền - mặt đƣờng. Trong biểu thức trên đây: W - Độ ẩm của đất; K - Hệ số độ chặt của đất; mc - Hệ số, đặc trƣng cho cấu trúc của đất; Theo kết quả nghiên cứu của bộ môn Đƣờng ô tô và đƣờng thành phố thuộc trƣờng Đại học xây dựng Hà Nội thì mô đuyn đàn hồi E0 của đất có quan hệ với độ ẩm tƣơng đối nhƣ sau: 5 W - Đối với đất á sét: E0 24 (1.4) Wnh 3 W - Đối với đất cát: E0 74 (1.5) Wnh Trong đó: W là độ ẩm của đất (%); Wnh là giới hạn nhão của đất. Theo kết quả nghiên cứu của Trƣờng đại học đƣờng ô tô Khác Kôv, độ ẩm của đất ảnh hƣởng đến mô đuyn đàn hồi, cƣờng độ chống cắt và góc nội ma sát của đất nhƣ sau: E0C0 tg 0 AW3 BW 2 CW D (1.6) 2 Trong đó: E0 - Mô đun đàn hồi của đất, kG/cm ; C0 - Cƣờng độ chống cắt của đất, kG/cm2; 0 - Góc nội ma sát của đất W - Độ ẩm của đất. Có thể tìm các hệ số A, B, C, D của phƣơng trình từ nhiều kết qủa thí nghiệm, dùng máy tính để tính các hệ số A, B, C, D và các trị số gần đúng của Eo, Co, o rồi lập đƣợc các phƣơng trình hoặc lập thành bảng sẵn để tìm các trị số gần đúng của E0, C0, 0 khi đã biết độ ẩm W và độ chặt cho từng loại đất. Nhờ các kết quả nói trên, căn cứ vào độ ẩm, độ chặt, E0, C0, và 0 của đất nền đƣờng ở từng đoạn đƣờng cụ thể, ta có thể đánh giá chế độ thủy nhiệt ảnh hƣởng đến sức phục vụ của đoạn đƣờng ở mức nào và có cần phải tiến hành biện pháp cải thiện hay không. 2.Các kết quả tham khảo: Trong những trƣờng hợp không có điều kiện thí nghiệm đầy đủ, có thể tham khảo các kết quả dƣới đây. Thông thƣờng, nếu độ ẩm tƣơng đối không quá 0,5 0,75 thì đất còn ở trạng thái dẻo cứng, nhƣng khi độ ẩm tƣơng đối = 0,75 1,0 thì đất nền chuyển sang dẻo mềm hoặc nhão. Cho nên thực tế thƣờng phải tìm các biện pháp giữ cho đất có độ ẩm tƣơng đối không vƣợt quá 0,60 0,65. Đối với cát (đất không dính) thì không thể trở nên biến cứng đƣợc. Khi W 0,70Wnh thì dƣới tác dụng trùng phục của tải trọng p p gh (giá trị tác dụng tĩnh một lần) nền đất vẫn trở nên biến cứng khi đủ số lần tác dụng rất lớn. 10
  11. Dựa trên tính chất khác nhau về khí hậu thời tiết, địa hình, thủy văn,… của các vùng trong nước, Bộ giao thông đã phân ra 4 Khu quản lý đường bộ, mỗi Khu quản lý đường sá trong một khu vực có những điều kiện ảnh hưởng đến đường riêng, nhờ đó đề ra những nguyên tắc và biện pháp phù hợp về thiết kế, xây dựng và khai thác đường. 1.4.4. Các biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt cho đường 1.Mục đích áp dụng: * Mục đích cải thiện chế độ thủy nhiệt của đƣờng là hạn chế ảnh hƣởng xấu của các nguồn nƣớc gây ẩm đƣờng, nhằm làm tăng đƣợc độ ổn định của nền đƣờng, cƣờng độ của nền đƣờng và mặt đƣờng. 2.Điều kiện áp dụng: * Khi độ ẩm W0 của đất nền đƣờng trong vùng hoạt động của tải trọng xe lớn hơn độ ẩm tính toán cho phép Wcp , dẫn đến các đặc trƣng cƣờng độ của đất nhƣ E0, C0, và 0 nhỏ hơn trị số tính toán yêu cầu E yc , C yc , yc thì phải áp dụng các biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt của đƣờng để rồi mỗi khi tiến hành trung tu hay đại tu đƣờng thì sẽ kết hợp áp dụng các biện pháp đó. 3.Các biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt: * Mở rộng lề đường. Mục đích là ngăn chặn nước ngập ở hai bên đường di chuyển vào vùng dƣới áo đƣờng. Thoát nước mặt, tức là bố trí kênh, rãnh ngầm hoặc công trình dẫn nƣớc để cho nguồn nƣớc đọng thoát đi nơi khác. Nâng cao nền đường. Mục đích là làm cho độ sâu từ đáy áo đƣờng đến mực nƣớc ngầm tính toán đƣợc tăng lên đến trị số h 1 sao cho độ ẩm của đất trong vùng hoạt động của nền đƣờng không vƣợt quá trị số cho phép Wcp . Hạ mực nước ngầm, bằng cách dùng các công trình thoát nƣớc ngầm đặt ở hai bên đƣờng, hoặc dƣới tim đƣờng, dƣới lề đƣờng, dƣới dải phân cách; hoặc bằng các phƣơng pháp khác: Giếng thu nƣớc, điện phân, v.v... làm cho mực nƣớc ngầm hạ xuống sâu. Làm lớp chứa nước. Vật liệu làm lớp này thƣờng là cát, sỏi sạn, v.v... để làm móng đƣờng kiêm chứa đƣợc toàn bộ lƣợng nƣớc sinh ra trong mùa mƣa, do thấm từ trên mặt đƣờng xuống,… mà có, không ảnh hƣởng đến khả năng làm việc của áo đƣờng. Lƣợng nƣớc này sẽ từ từ đƣợc thấm ra môi trƣờng xung quanh và bốc hơi đi hết trƣớc khi mùa mƣa mới bắt đầu. Lớp chứa nƣớc thƣờng còn kiêm chức năng chịu lực đã đƣợc tính toán trong sơ đồ tính toán cƣờng độ mặt đƣờng và yêu cầu về thi công. Làm lớp thoát nước, bằng vật liệu thƣờng dùng là cát, đá hộc,..., chiều dày đủ lớn, cho phép dòng thấm chảy đƣợc trong đó, nhƣng cần phải có chiều dày dự trữ và cũng phải đảm bảo thêm yêu cầu tính toán về cƣờng độ mặt đƣờng và yêu cầu về thi công. Nhƣng trong mọi trƣờng hợp chất lƣợng của lớp cát thoát nƣớc phải đảm bảo hệ số thấm không ít hơn 3 m/ngày đêm. Làm lớp cách nước, bằng xỉ, cát, đá hộc, đất trộn bi tum dầy 3 5cm, đá dăm gia cố xi măng, đất dính đƣợc đầm nén đạt độ chặt lớn nhất ở độ ẩm tốt nhất dày 15 20cm, cát gia cố chất dính kết vô cơ, bê tông nhựa, v.v..., có tác dụng ngăn cách dòng nƣớc hoặc hơi nƣớc thấm vào nền đƣờng hoặc ngăn cách nƣớc mao dẫn từ mực nƣớc ngầm lên làm ẩm tầng hoạt động của đƣờng. 11
  12. Lớp cách nƣớc có thể là một lớp riêng biệt và cũng có thể còn là một lớp móng chịu lực trong áo đƣờng. Thay đất hoặc làm thay đổi tính chất của đất (đầm chặt đất,…), là biện pháp đƣợc xét đến khi không có điều kiện sử dụng các biện pháp khác và cũng không có điều kiện sử dụng vật liệu đắt tiền. Biện pháp này không chỉ có tác dụng ngăn chặn ảnh hƣởng xấu của các nguồn ẩm mà còn làm tăng đƣợc cƣờng độ của nền và mặt đƣờng. 4. Việc áp dụng những biện pháp nói trên là phát huy tốt các tác dụng tương hỗ: * Việc áp dụng những biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt của đƣờng là phát huy mặt tốt của các tác dụng tƣơng hỗ có liên quan đến đƣờng trong Hệ thống khai thác vận tải ô tô : Con ngƣời và Đƣờng ô tô, Môi trƣờng xung quanh và Đƣờng ô tô, Dòng xe và Đƣờng ô tô. 12
  13. Chương 2: THEO DÕI VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHAI THÁC CỦA ĐƢỜNG 2.1 CÁC HỆ SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHAI THÁC CỦA ĐƢỜNG (7- 1+1) 1.Mục đích Trong quá trình khai thác đƣờng cần điều tra theo dõi các hệ số này là để đánh giá chất lƣợng đƣờng và qua đó có thể xác định đƣợc mức độ sửa chữa đƣờng. 2.Công thức tính Hệ số cường độ của áo đường theo độ lún đàn hồi: E tt K cđ1 ; (2.1) E yc Trong đó: Ett là mô đuyn đàn hồi thực tế đo đƣợc, MPa; Eyc là mô đuyn đàn hồi yêu cầu theo lƣu lƣợng xe tính toán và cấp đƣờng, tại thời điểm đo, MPa. Xét riêng về hệ số này, kết cấu nền - mặt đƣờng mềm phải đảm bảo Kcđ1 ≥ 1. Không đảm bảo đƣợc điều kiện này thì mặt đƣờng sẽ sinh ra lún lõm, cục bộ hoặc theo vệt bánh xe. Hệ số cường độ của áo đường theo cường độ chống trượt: a K cđ 2 ; (2.2) a max Trong đó: [ a] là là ứng suất cắt (MPa) cho phép . a max là Ứng suất cắt lớn nhất thực tế tại điểm yếu nhất, của nền đất hoặc của lớp vật liệu kém khả năng chống cắt. Xét riêng về hệ số này, kết cấu nền - mặt đƣờng mềm phải đảm bảo Kcđ2 ≥ 1. Không đảm bảo đƣợc điều kiện này thì mặt đƣờng sẽ sinh ra trƣợt và xô dồn cục bộ _ mặt đƣờng sẽ lồi lõm _ hoặc bị chọc thủng nếu nhƣ các lớp ở dƣới không đủ cƣờng độ _ mặt đƣờng sẽ có ổ gà. Hệ số cường độ của áo đường theo cường độ chống kéo uốn: Ru K cđ 3 ; (2.3) u max Trong đó: Ru là là ứng suất kéo - uốn cho phép (MPa) của vật liệu trong lớp kiểm tra. Các lớp phải kiểm tra theo điều kiện này là lớp đƣợc coi là vật liệu liền khối; u max là ứng suất kéo - uốn lớn nhất (MPa) sinh ra ở tại đáy lớp vật kiệu kiểm tra, ứng với tải trọng tính toán. Xét riêng về hệ số này, kết cấu nền - mặt đƣờng mềm phải đảm bảo Kcđ2 ≥ 1.` Không đảm bảo đƣợc điều kiện này thì mặt đƣờng sẽ sinh ra nứt hoặc gãy, vỡ. Hệ số độ gồ ghề của mặt đường (hệ số phục vụ): Sgh K4 ; (2.4) St t Trong đó: Sgh là độ gồ ghề giới hạn, quy định cho từng loại mặt đƣờng, m/Km; 13
  14. Stt là độ gồ ghề thực tế của mặt đƣờng, đƣợc đo bằng thiết bị, tại thời điểm kiểm tra. Xét riêng về hệ số này, mặt đƣờng đảm bảo K4 ≥ 1 thì tốt, đảm bảo xe chạy đƣợc vận tốc thiết kế. Không đảm bảo đƣợc điều kiện này thì mặt đƣờng đã bị nhiều dạng hƣ hỏng: Lở, bong tróc, v.v… và vận tốc xe chạy thực tế đã nhỏ hơn tốc độ thiết kế đã yêu cầu. Hệ số bám tương đối của bánh xe với mặt đường: tt K5 ; (2.5) qđ Trong đó: tt là hệ số bám dọc thực tế của bánh xe với mặt đƣờng, đƣợc đo bằng thiết bị, tại thời điểm kiểm tra; qđ là hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đƣờng quy định phải đảm bảo, giá trị này lấy theo điều kiện đảm bảo an toàn chạy xe. Xét riêng về hệ số này, mặt đƣờng đảm bảo K5 ≥ 1; nếu không đảm bảo điều kiện này thì phải làm lại mặt đƣờng để phục hồi độ nhám yêu cầu hoặc phải có biện pháp nâng cao độ nhám. Hệ số hao mòn mặt đường: H cf K6 ; (2.6) Htt Trong đó: Hcf là độ hao mòn cho phép của mặt đƣờng, (mm); giá trị này phải lấy theo quy định cho từng loại mặt đƣờng, nhƣ bảng 2.1; Bảng 2.1: Độ hao mòn cho phép tối đa của từng loại mặt đƣờng Độ hao mòn cho Loại mặt đƣờng phép (Ho,mm) Bê tông nhựa 10~20 Đá dăm hoặc sỏi sạn trộn nhựa, hoặc thấm nhập nhựa 30~40 Đá dăm nƣớc có cƣờng độ thích hợp 40~50 Cấp phối sỏi sạn 50~60 Htt là độ hao mòn thực tế ở mặt đƣờng tại thời điểm kiểm tra, (mm), đo đƣợc bằng công cụ thích hợp. Xét riêng về hệ số này, mặt đƣờng đảm bảo K6 > 1; nếu K6 = 1 thì phải làm lại lớp hao mòn trong tầng mặt đƣờng, trên lớp mặt chủ yếu. Cần phải trung tu đƣờng trở lên. Hệ số an toàn xe chạy: K tn cf K7 ; (2.7) K tn tt Trong đó: Ktn cf là hệ số tai nạn tổng hợp cho phép, giá trị của nó quy định tùy theo loại sửa chữa đƣờng nhƣ sau: Loại bảo dƣỡng - sửa chữa thƣờng xuyên, thì lấy: Ktn cf = 10~20; Loại trung tu thì lấy: Ktn cf = 21~30; Loại đại tu thì lấy: Ktn cf = 31~40; 14
  15. Loại làm lại đƣờng thì lấy: Ktn cf > 40; Ktn tt là hệ số tai nạn tổng hợp thực tế, giá trị của nó đƣợc tính bằng tích của 15 hệ số tai nạn riêng phần: Kr1, Kr2, Kr3, …, Kr15. Giá trị của từng hệ số tai nạn riêng phần, do ảnh hƣởng của từng yếu tố của điều kiện đƣờng đã đƣợc tổng kết và lập sẵn thành bảng. Bảng này có dẫn trong nhiều tài liệu hƣớng dẫn thiết kế đƣờng ô tô, hoặc đánh giá mức độ an toàn giao thông trên đƣờng. Nếu K7 ≥ 1 là tốt, nhƣng chọn mức độ sửa chữa đƣờng thuộc loại nào thì còn phải đem K7 đối chiếu với bảng quy định loại sửa chữa đƣờng cần áp dụng tùy theo trị số của K7. Các giá trị nói trên phải đƣợc xác định tại thời điểm điều tra. Hệ số lưu lượng xe chạy: N qđ K8 ; (2.8) N tt Trong đó: Nqđ là giá trị quy định lƣu lƣợng xe đã quy đổi về xe thiết kế (xe qđ/ng đêm). Giá trị này lấy theo cấp đƣờng của Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng cho đoạn đƣờng đang sử dụng, tại thời điểm điều tra; Ntt là lƣu lƣợng xe quy đổi thực tế (xe qđ/ng đêm), xác định đƣợc bằng phƣơng pháp thống kê thích hợp, tại thời điểm điều tra. Xét riêng về hệ số này, phải đảm bảo K8 ≥ 1. Không đảm bảo đƣợc điều kiện này thì cần phải cải tạo hoặc nâng cấp đƣờng hoặc phải điều chỉnh cho xe chạy bớt sang tuyến khác. Kết luận: Yêu cầu đoạn đƣờng điều tra là cả 8 hệ số nói trên đều ≥ 1 đạt yêu cầu cho phép. Đối với mặt đƣờng cứng, cũng dùng 8 hệ số nói trên để đánh giá chất lƣợng khai thác của đƣờng, nhƣng các hệ số cƣờng độ phải đƣợc xác định theo các yếu tố đánh giá cƣờng độ của mặt đƣờng cứng. 2.2 CÁC BIẾN DẠNG, HƢ HỎNG CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƢỜNG (8-1) * 2.2.1. Các dạng hư hỏng thường gặp trên mặt đường mềm và nguyên nhân gây ra * 1. Hiện tượng cóc gặm Hình 2.1: Hình ảnh về sự hƣ hỏng "Cóc gặm" 15
  16. Hiện tƣợng cóc gặm là hiện tƣợng hƣ hỏng kết cấu mặt đƣờng dọc theo mép đƣờng (hình 2.1). Các nguyên nhân chính: Lề đƣờng bị xói mòn, đặc biệt là khi lề thấp hơn mặt đƣờng tạo thành bậc; do nƣớc gây ra; đầm không kỹ ở hai bên lề của mặt đƣờng nhựa; đƣờng quá hẹp do vậy phƣơng tiện giao thông thƣờng phải đi lấn lên lề. Hậu quả: Mức độ hƣ hỏng sẽ tăng nhanh vào mùa mƣa; làm cho đƣờng hẹp sẽ gây nguy hiểm. 2. Hiện tượng nứt lớn, nứt nhỏ Nứt lớn là vết nứt có bề rộng > 5 mm. Các vết nứt lớn xuất hiện dƣới các dạng nứt dọc, nứt ngang, nứt hình Parabol, nứt chéo hoặc nứt ngoằn ngoèo. Các vết nứt rộng xuất hiện trên lớp vật liệu mặt là do quá tải, do vật liệu mỏi hoặc do cƣờng độ nền - mặt đƣờng kém. Các nguyên nhân chính: Chất lƣợng vật liệu kém; trình độ tay nghề kém; độ dày mặt đƣờng thiếu; hỗn hợp nhiều chất kết dính, mềm hoặc do độ liên kết kém giữa lớp mặt và lớp móng. Hậu quả: Giảm cục bộ hoặc toàn bộ chất lƣợng kết cấu mặt đƣờng. 3. Nứt lưới (hình 2.2) Nứt lƣới là một loạt các vết nứt đan xen nhau trên lớp mặt, đôi khi dạng nứt này tạo ra các hình đa giác lớn với các góc nhọn. Các nguyên nhân chính: Chất lƣợng vật liệu kém; Nöùt caù saáu trình độ tay nghề kém; độ Nöùt löôùi dày mặt đƣờng không đủ; các vết nứt lớn không Nöùt noái tieáp Nöùt hình chöõ nhaät đƣợc sửa chữa kịp thời. Hậu quả: Mất lớp mặt và sau đó ổ gà có thể phát triển tạo ra các điểm lún Hình 2.2: Các dạng nứt lƣới cục bộ và dẫn đến giảm chất lƣợng kết cấu mặt đƣờng. 4. Bong tróc a) b) Hình 2.3: a) Bong tróc mặt đƣờng chƣa xảy ra. b) Đã xảy ra bong tróc mặt đƣờng. Bong lớp láng mặt bị bong khỏi mặt đƣờng (hình 2.3), làm lộ ra lớp mặt đƣờng chủ yếu ở phía dƣới. Hiện tƣợng này xảy ra cục bộ không liên hoàn với nhau, tạo ra nhiều chỗ không có lớp bảo vệ và có cơ hội đọng nƣớc trên mặt đƣờng. Các nguyên nhân chính: Độ liên kết kém giữa lớp láng và lớp mặt đƣờng phía dƣới do dùng đá bẩn để láng mặt, hoặc chƣa vệ sinh tốt mặt đƣờng trƣớc khi láng mặt hoặc đá nhỏ chƣa đƣợc lèn sâu xuống mặt đƣờng, chất lƣợng trộn hoặc tay nghề kém, chất kết dính không đủ hoặc tƣới không đều. 16
  17. Hậu quả: Bong dần lớp mặt. 5. Ổ gà nông (chiều sâu < 50 mm) và ổ gà sâu (chiều sâu > 50 mm) Định nghĩa: Những vết lõm nông, nhỏ, lẻ tẻ, hình chiếc bát (thƣờng có đƣờng kính < 1,0 m) có cạnh sắc và mép thẳng đứng. mất nhiều đá nhỏ ở lớp mặt, có thể lộ lớp móng trên và móng Hình 2.4: Hƣ hỏng mặt đƣờng dạng ổ gà dƣới (hình 2.4). Các nguyên nhân chính: Chất lƣợng vật liệu mặt đƣờng kém, thấm nƣớc, mất vật liệu hạt do giao thông gây ra, nứt lƣới hoặc các điểm lún không đƣợc sửa chữa kịp thời. Hậu quả: Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu xuống lớp dƣới. 6. Lún vệt bánh xe Lún vệt bánh xe là hiện tƣợng xảy ra vết lún dài trên mặt đƣờng dọc theo vệt bánh xe tác dụng nhiều. Các nguyên nhân chính: Cƣờng độ mặt đƣờng không thích hợp với lƣu lƣợng giao thông chạy trên đƣờng, tính không ổn định của lớp mặt nhựa, tải trọng trùng phục của xe cộ, nhiệt độ trên mặt đƣờng quá cao. Hậu quả: Nƣớc sẽ đọng, thấm xuống mặt đƣờng và sẽ làm tăng nhanh độ lún vệt bánh xe, dẫn đến tình trạng nứt nghiêm trọng mặt đƣờng và sau đó là vỡ mặt đƣờng. 7. Lún lõm cục bộ (chiều sâu từ 30 mm đến 120 mm hoặc hơn nữa) (hình 2.5) Định nghĩa: Diện tích mặt đƣờng bị lún lõm cục bộ, lẻ tẻ với kích Hình 2.5: Lún lõm cục bộ mặt đƣờng thƣớc hạn chế, thƣờng thấy dọc theo các vệt bánh xe. Có thể có vết nứt xung quanh hoặc không có. Các nguyên nhân chính: Do vật liệu lớp móng, mặt đƣờng hoặc nền đƣờng không đƣợc đầm chặt theo yêu cầu và có sự lèn xếp lại vật liệu trong quá trình xe chạy, cƣờng độ kết cấu mặt đƣờng không thích hợp, tính không ổn định của lớp mặt nhựa. Hậu quả: Mức độ lún lõm mặt sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mƣa, làm đọng nƣớc trên mặt đƣờng và sẽ gây ra tình trạng mặt đƣờng bị vỡ nếu nhƣ nƣớc thấm xuống dƣới mặt đƣờng. Làm tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi mật độ lún lõm mặt quá nhiều. 8. Hiện tượng hỏng lại miếng vá (hình 2.6) Hình 2.6: Các miếng vá trên mặt đƣờng mềm 17
  18. Định nghĩa: Đây là các miếng vá nhằm sửa chữa nhỏ cục bộ lớp mặt để phục hồi chất lƣợng ban đầu, hoặc do xử lý đọng nƣớc ở mặt đƣờng,v.v… nó phản ánh điều kiện trƣớc đó của đƣờng và bản thân nó cũng bị hƣ hỏng trở lại. Trong đánh giá trạng thái hƣ hỏng của mặt đƣờng, miếng vá cũng đƣợc tính đến. Các nguyên nhân chính: Phần diện tích nhỏ sửa chữa không đạt yêu cầu kỹ thuật. Hậu quả: Phần miếng vá dễ dàng trở nên hƣ hỏng toàn bộ và phát triển rộng và sâu thêm, có thể phát sinh lún, lồi lõm, bong tróc, … phản ánh lại tình trạng đã xảy ra trƣớc đó. 9. Cao su mặt đường Định nghĩa: Diện tích mặt đƣờng bị biến dạng lớn và rạn nứt dƣới tác dụng của bánh xe. Khi có tải trọng xe thì lún võng xuống, khi xe đi qua lại đàn hồi trở lại gần nhƣ cũ. Kết cấu mặt đƣờng dần dần sẽ bị phá vỡ một phần hay hoàn toàn, đôi khi bùn đất và mặt nhựa bị trồi lên. Các nguyên nhân chính: Đất nền đƣờng yếu do trƣớc đây đầm lèn không đạt độ chặt yêu cầu, nƣớc ngầm hoạt động cao, kết cấu áo đƣờng mỏng không đủ khả năng chịu lực dƣới tác dụng của tải trọng xe (nhất là xe nặng), qua quá trình trùng phục dẫn đến kết cấu bị phá hoại. Hậu quả: Mức độ cao su sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mƣa và sẽ gây ra tình trạng mặt đƣờng bị vỡ nếu nhƣ nƣớc thấm xuống mặt đƣờng, gây mất an toàn giao thông. 2.2.2. Các dạng hư hỏng trên mặt đường bê tông xi măng và nguyên nhân gây ra* 1. Vết nứt Vết nứt ngang (hình 2.7), do các nguyên nhân: Chiều dài phần không có cốt thép Veá t nöùt ngang gia cƣờng quá lớn, thiếu bố trí cốt thép Raõnh caét gia cƣờng, mối nối không dịch chuyển tự do đƣợc, cắt mối nối quá muộn, mức độ cản trở cao tại mặt tiếp giáp tấm bản và móng, ăn mòn cốt thép do nƣớc muối xâm nhập và các mối nối trung bình đến rộng chƣa đƣợc lấp kín, tải trọng không đƣợc phân bố tại các mối nối. Hình 2.7: Vết nứt ngang do cắt mối nối Vết nứt dọc (hình 3.2), có thể do một số chậm nguyên nhân: Chiều rộng tấm bản quá lớn; trong thực tế thƣờng không bố trí nhiều tấm bản nằm ngang nhằm giảm số lƣợng mối nối dọc và vì vậy phải bố trí các vật liệu làm cốt, bình thƣờng thì thép là vật liệu đƣợc sử dụng bố trí nằm ngang dọc theo chiều dài tấm bản (hình 2.8). 375mm 375mm 12 Hình 2.8: Mối liên kết dọc 18
  19. Vị trí khe tạo nứt đáy không chính xác (hình 2.10): đối với công trình mặt đƣờng thƣờng đƣợc tạo bởi hai hay nhiều tấm theo chiều rộng, phân chia bởi các mối nối dọc giống nhƣ khe co ngót, trong đó sự khác nhau chủ yếu là mối nối dọc có các thanh liên kết khác với các thanh truyền lực. Vị trí khe tạo nứt đáy đặt không đúng chỗ sẽ gây ra nứt uốn khúc ở lân cận mối nối dọc. Thanh goã cheøn bò nghieâng 10o Veát vôõ Hình 2.9: Tấm bê tông bị vỡ nông do khuôn rãnh đặt nghiêng, khe tạo nứt đáy không chính xác Móng đường không bằng phẳng theo chiều dọc do điều kiện thoát nƣớc không tốt gây nên sự biến đổi quá lớn độ ẩm và cƣờng độ của lớp nền đất phía dƣới. Không có các mối nối dãn nỡ và co ngót thì do các cốt liệu nhỏ mất liên kết gây ra tích lũy ứng suất nén mà gây ra ứng suất kéo và vết nứt dọc xuất hiện. Vết nứt chéo: Vết nứt chéo ít khi xuất hiện và nguyên nhân chủ yếu của nó là do chất lƣợng của lớp móng không đồng đều, tại một vị trí nào đó đƣợc xây dựng bằng vật liệu tốt hơn xung quanh. Vết nứt dẻo: Hiện tƣợng nứt dẻo hoàn toàn khác với các vết nứt nêu trên, nó có thể xuất hiện rất sớm ngay sau khi đầm nén bê tông, đôi khi dƣới 1 giờ, vết nứt dẻo thƣờng xuất hiện thành từng nhóm ngắn gần nhƣ song song với nhau và chếch với cạnh tấm. Nguyên nhân chính là do sự mất mát nhanh chóng độ ẩm trên bề mặt tấm bản và phần lớn xuất hiện trong những ngày nắng kết hợp với gió hanh khô. Việc bảo dƣỡng tốt bê tông sau khi đầm nén sẽ khắc phục đƣợc hiện tƣợng này. Vết nứt hỗn hợp: Đây là dạng vết nứt khác với 4 loại trên, nó có thể xuất hiện ở các vị trí cá biệt, phổ biến là xung quanh các tấm đan đậy các hố ga trên mặt đƣờng. Nguyên nhân là do cấu tạo đơn giản hoặc do tấm bản chịu ứng suất cục bộ. 2. Miếng vỡ góc cạnh Vỡ nông: Các khe co ngót thi công ƣớt tạo khe, nếu đặt bằng các thanh gỗ chƣa qua xử Khuoân taïo khe noái treân maët lý thì nó sẽ hút nƣớc từ bê tông và gây ra ứng suất ở lân cận khe, để khắc phục Veát nöùt nên sử dụng các thanh bằng vật liệu dẻo để tạo chiều rộng khe. Mặt khác, nếu Veát vôõ saâu tạo khe lại để thanh chèn bị nghiêng theo phƣơng thẳng đứng từ 100 trở lên cũng gây nên hƣ hỏng loại này (hình Khuoân taïo khe nöùt ñaùy 2.9). Hình 2-10: Vỡ sâu do chỗ khe tạo nứt đáy Vỡ sâu (hình 2.10): Phát triển bên dƣới bị lệch chiều sâu của khe co ngót, thậm chí còn 19
  20. dƣới cả thanh truyền lực, các nguyên nhân chính là: Khe giảm yếu ở đáy bị lệch so với khe trên mặt đƣờng. Thanh truyền lực bị lệch 3. Tấm bản bị lún và chuyển vị Đối với các tấm bản không có thanh truyền lực xây dựng trên lớp móng vô hạn có thể sinh ra các “bậc” tại mối nối, nguyên nhân chính là do chuyển vị của lớp móng dƣới, khi ô tô chạy qua mối nối phần tấm ở phía tiếp cận sẽ bị võng xuống và khi bánh xe rời khỏi vị trí đó thì nó nhanh chóng vồng về phía trên tạo ra một vùng áp lực thấp giữa tấm bản và lớp móng dƣới khiến cho vật liệu nằm dƣới tấm bản chuyển đến vị trí khác của mối nối. Sau nhiều lần xe qua lại, một khối lƣợng đáng kể vật liệu chuyển vị ngang qua mối nối làm “tạo bậc”. 2.2.3. Hư hỏng các bộ phận phụ của đường * Bao gồm các loại sau: 2.2.3.1. Cây cối lấn đường Hiện tƣợng cây cối lấn đƣờng là một hiện tƣợng tự nhiên, nó làm giảm rất nhiều tầm nhìn và vì thế mà làm giảm an toàn giao thông, nhất là trong các đoạn đƣờng cong. Cũng vì thế mà ngƣời lái xe bị ép đƣa xe vào phía trục đƣờng, gây nên hiện tƣợng mặt đƣờng bị mòn kiểu chữ W. Khi đƣờng đi qua rừng, cây mọc lấn đƣờng cả ở trong và ngoài rãnh thoát nƣớc làm giảm ánh sáng mặt trời và khó bốc hơi nƣớc, gây nhiều khó khăn cho giao thông trong và sau khi trời mƣa. Khi đƣờng có trồng cây ở hai bên đƣờng, cần phải theo dõi chặt chẽ sự phát triển của chúng, không để cỏ dại lấn vào hàng cây làm cho mục tiêu trồng cây bị mất đi (mỹ quan, an toàn, chắn nắng, chắn gió,...). Việc cây cối phát triển hỗn độn dọc tuyến đƣờng cần đƣợc theo dõi vì những lý do kỹ thuật (gây chƣớng ngại, làm giảm kích thƣớc thông xe) và an toàn (tầm nhìn, cành rơi). 2.2.3.2. Cát lấn đường Đây là hiện tƣợng gió thổi đƣa cát đến lấn đƣờng, một hiện tƣợng đặc thù của các đƣờng ở vùng duyên hải. Cát cũng có thể do mƣa lớn xói ùn xuống những đoạn đƣờng thấp. Cát có thể ngập cả mặt đƣờng gây mất an toàn giao thông, lấp mƣơng rãnh thoát nƣớc gây mất an toàn cho đƣờng. 2.2.3.3. Mái ta luy đường đắp bị xói mòn Hiện tƣợng này là hậu quả của việc nƣớc mƣa từ trên mặt và lề đƣờng chảy trút xuống mái ta luy, đặc biệt là hay xuất hiện ở các chỗ tiếp giáp với các tƣờng cánh hoặc tƣờng ôm phía sau các mố cầu, cống; các vị trí lõm trên đƣờng cong đứng quá hẹp. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tƣợng này là để cho nƣớc tập trung vào một đoạn đƣờng hẹp rồi chảy trên mái ta luy đƣờng mà không đƣợc gia cố. Còn ở chỗ nền đƣờng nối với cầu cống là do tiêu nƣớc không tốt (không hạ thấp dần đáy rãnh dọc để cho nƣớc chảy thuận vào dòng chảy ngang đƣờng). 2.2.3.4. Mái ta luy nền đƣờng bị sụt lở Sụt lở có thể gây ra bởi: Độ dốc ta luy đƣờng đào hoặc đƣờng đắp quá đứng, đất lại kém dính kết; Tiêu nƣớc không tốt ở các triền đất bên trên; Có những lớp nƣớc treo hoặc xen trong các lớp đất. 2.2.3.5. Những tác nhân phá hoại khác và những trở ngại giao thông(con ngƣời, động vật..) 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản