Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá một số loại hình hư hỏng điển hình của mặt đường bê tông xi măng trên đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát)

Chia sẻ: Lạc Táp | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:115

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu đánh giá một số loại hình hư hỏng điển hình của mặt đường bê tông xi măng trên đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát)" nhằm đánh giá các hư hỏng của mặt đường bê tông xi măng từ đó phân nhóm, thống kê các loại hư hỏng và sơ bộ tìm hiểu nguyên nhân các loại hư hỏng để đề ra giải pháp khắc phục những hư hỏng cho phù hợp. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá một số loại hình hư hỏng điển hình của mặt đường bê tông xi măng trên đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG PHẠM MẠNH HÙNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ LOẠI HÌNH HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH CỦA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRÊN ĐƯỜNG TỈNH 522 (BỈM SƠN - PHỐ CÁT) LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, năm 2012
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG PHẠM MẠNH HÙNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ LOẠI HÌNH HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH CỦA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRÊN ĐƯỜNG TỈNH 522 (BỈM SƠN - PHỐ CÁT) Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Mã số: 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. HOÀNG TÙNG Hà Nội, năm 2012
ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, học viên xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Tùng đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Học viên cũng xin trân trọng cảm ơn các Thầy cô giáo và các cán bộ của trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ học viên trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Học viên cũng muốn bày tỏ sự biết ơn của mình tới tập thể cán bộ các phòng ban thuộc Sở GTVT và cơ quan tác giả đang công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả hoàn thành khóa học và Luận văn này. Và hơn hết, học viên muốn bày tỏ lòng biết ơn, sự kính trọng sâu sắc tới những người thân yêu trong gia đình và bạn bè, những người đã luôn động viên, hỗ trợ tác giả trong suốt những tháng ngày học tập và thực hiện Luận văn. Qua việc nghiên cứu và hoàn thành Luận văn, học viên đã có thêm nhiều kiến thức bổ ích trong chuyên môn cũng như trong phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Điều đó sẽ giúp học viên nhiều hữu ích trong việc triển khai áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào các công trình giao thông của đất nước. Tuy nhiên, do trình độ còn hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Học viên rất mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp, phê bình của các thầy, cô, đồng nghiệp và bạn bè để kiến thức bản thân được hoàn thiện hơn. Một lần nữa, học viên xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Phạm Mạnh Hùng
iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................. ii MỤC LỤC ................................................................................................. iii NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU..........................................vii LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................. 1 CHƯƠNG I – NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN MẶT ĐƯỜNG BTXM .... 6 1.1. Tổng quan về mặt đường BTXM. ......................................................... 6 1.1.1 Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới. ....................................... 6 1.1.2. Phát triển mặt đường BTXM tại Việt Nam ..................................... 8 1.1.3. Phân loại và Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM ............ 9 1.2. Tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.......... 11 1.3. Một số loại hình hư hỏng của mặt đường BTXM. .............................. 13 1.4. Hình ảnh một số loại hình hư hỏng thường gặp trên các tuyến đường BTXM thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa. ........................................................ 25 1.5. Các nghiên cứu có liên quan đến đề tài............................................... 31 1.6. Kết luận chương I ................................................................................ 32 CHƯƠNG II – XÂY DỰNG BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM .................. 34 2.1. Các chỉ tiêu đánh giá tình trạng đường ............................................... 34 2.1.1. Chỉ tiêu cường độ (PSI) .................................................................. 34 2.1.2. Chỉ tiêu độ bằng phẳng (IRI) ......................................................... 39 2.1.3. Độ nhám.......................................................................................... 41
iv 2.1.4. Chỉ số phục vụ mặt đường (PSI) .................................................... 42 2.1.5. Chỉ tiêu tình trạng mặt đường (PCI) .............................................. 44 2.1.6. Chỉ số chất lượng mặt đường (PQI) ............................................... 46 2.2. Xây dựng bài toán xác định chỉ số tình trạng mặt đường PCI tuyến đường tỉnh 522 từ Bỉm Sơn đi Phố Cát. .......................................................... 48 2.2.1. Giới thiệu về Đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát)....................... 48 2.2.2. Công tác tiến hành khảo sát và lấy số liệu...................................... 49 2.2.3. Cách đánh giá mức độ các dạng hư hỏng theo tiêu chuẩn ASTM D6433-07 của Mỹ............................................................................................ 52 2.2.4. Cách đánh giá mức độ các dạng hư hỏng theo quy phạm JTJ 073.1.2001 của Trung Quốc (tài liệu do GS.TS. Dương Học Hải, biên soạn) ......................................................................................................................... 65 2.3. Kết luận chương II .............................................................................. 68 CHƯƠNG III – ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHẢO SÁT ............................ 70 3.1. Đánh giá các loại hình hư hỏng và mức độ hư hỏng trên tuyến đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát) ......................................................................... 70 3.1.1. Phân nhóm các loại hình hư hỏng .................................................. 70 3.1.2. Kết luận ........................................................................................... 71 3.2. Tính toán chỉ số tình trạng mặt đường PCI cho tuyến đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát) ........................................................................................ 72 3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán chỉ số PCI theo tiêu chuẩn ASTM D 6433-07 của Mỹ .............................................................................................. 72
v 3.2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán chỉ số PCI theo quy phạm JTJ 073.1.2001 của Trung Quốc (tài liệu do GS.TS. Dương Học Hải, biên soạn) ................. 74 3.2.3. Kết quả tính toán chỉ số PCI tuyến đường tỉnh 522 (Bỉm Sơn - Phố Cát) .................................................................................................................. 77 3.3. Sơ bộ tìm hiểu nguyên nhân hư hỏng và một số giải pháp khắc phục hư hỏng mặt đường BTXM ............................................................................. 85 3.3.1. Nguyên nhân hư hỏng và một số hư hỏng điển hình ...................... 85 3.3.2. Một sô giải pháp khắc phục hư hỏng mặt đường BTXM ............... 86 3.4. Kết luận chương III ............................................................................. 95 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................... 97 4.1. Kết luận ............................................................................................... 97 4.2. Kiến nghị ........................................................................................... 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 1
vi NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT BTXM : Bê tông xi măng BTN : Bê tông nhựa QL : Quốc lộ GTVT : Giao thông vận tải KT-XH : Kinh tế xã hội HCM : Hồ Chí Minh CNH-HĐH : Công nghiệp hóa, hiện đại hóa
vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1. Tuyến đường Bỉm Sơn - Phố Cát .............................................12 Hình 1.2. Hư hỏng Blowup/Xoắn ............................................................14 Hình 1.3. Hư hỏng vỡ góc ........................................................................15 Hình 1.4. Hư hỏng dạng chia bản .......................................................... 15 Hình 1.5. Hư hỏng do nứt vùng D .......................................................... 16 Hình 1.6. Hư hỏng do đứt gẫy mối nối .................................................. .16 Hình 1.7. Hư hỏng bịt mối nối ................................................................ 17 Hình 1.8. Chênh cao Làn/Vai đường ..................................................... .18 Hình 1.9. Nứt thẳng ................................................................................ 18 Hình 1.10. Vá mặt đường ...................................................................... .19 Hình 1.11. Mài mòn cốt liệu .................................................................. 20 Hình 1.12. Hiện tượng vỡ miếng ........................................................... 20 Hình 1.13. Hiện tượng phun vật liệu dưới lớp móng ............................. 21 Hình 1.14. Hư hỏng cục bộ trên bề mặt ................................................. 22 Hình 1.15. Hư hỏng do giao với đường sắt ............................................ 22 Hình 1.16. Hư hỏng bong tróc bề mặt ................................................... .23 Hình 1.17. Nứt do co ngót ...................................................................... 24 Hình 1.18. Hư hỏng do nứt vỡ góc ........................................................ 24 Hình 1.19. Hư hỏng nứt vỡ mối nối ....................................................... 25 Hình 1.20. Hư hỏng do chia bản ............................................................ 25
viii Hình 1.21. Hư hỏng do vỡ góc ............................................................... 26 Hình 1.22. Vá mặt đường ....................................................................... 26 Hình 1.23. Mài mòn cốt liệu .................................................................. 26 Hình 1.24. Hư hỏng bịt mối nối ............................................................. 26 Hình 1.25. Hư hỏng do vỡ miếng ........................................................... 27 Hình 1.26. Hư hỏng do lỗ bề mặt ........................................................... 27 Hình 1.27. Chênh cao vai/làn đường ...................................................... 27 Hình 1.28. Hư hỏng do mài mòn cốt liệu ............................................... 28 Hình 1.29. Hư hỏng do lỗ bề mặt ............................................................ 28 Hình 1.30. Hư hỏng do bịt mối nối ......................................................... 28 Hình 1.31. Hư hỏng do nứt vỡ tại vị trí mối nối ..................................... 28 Hình 1.32. Nứt vỡ góc tấm và mối nối ................................................... 29 Hình 1.33. Nứt góc tấm ........................................................................... 29 Hình 1.34. Nứt thẳng dọc tấm ................................................................. 29 Hình 1.35. Vá mặt lớn ............................................................................. 29 Hình 1.36. Chia bản ................................................................................ 30 Hình 1.37. Nứt thẳng dọc tấm ................................................................. 30 Hình 1.38. Bịt mối nối ............................................................................ 30 Hình 1.39. Mài mòn cốt liệu và lỗ bề mặt ............................................. .30 Hình 1.40. Nứt vỡ góc tấm ...................................................................... 31 Hình 2.1. Thiết bị đo FWD ..................................................................... 35 Hình 2.2. Mức độ hư hỏng chia bản (L, M, H) ....................................... 55
ix Hình 2.3. Mức độ hư hỏng nứt vùng D ................................................... 55 Hình 2.4. Mức độ hư hỏng đứt gẫy (L, M, H) ........................................ 56 Hình 2.5. Mức độ hư hỏng bịt mối nối (L, M, H) ................................... 57 Hình 2.6. Mức độ hư hỏng độ chênh cao Làn/Vai đường (L, M, H) ….. 58 Hình 2.7. Mức độ hư hỏng của nứt thẳng (L, M, H) ............................... 59 Hình 2.8. Mức độ hư hỏng của vá mặt đường (L, M, H) ........................ 60 Hình 2.9. Mức độ hư hỏng của mài mòn cốt liệu ................................... 61 Hình 2.10. Mức độ hư hỏng do giao với đường sắt (L, M, H) ............... 62 Hình 2.11. Mức độ hư hỏng của bong tróc bề mặt ................................. 63 Hình 2.12. Mức độ hư hỏng do nứt vỡ mối nối ...................................... 65 Hình 3.1. Phiếu khảo sát hư hỏng và mức độ hư hỏng mặt đường BTXM …. 78 Hình 3.2. Kết quả khảo sát của mẫu số 1 ............................................................... 79 Hình 3.3. Đồ thị chỉ số PCI dọc tuyến đường Bỉm Sơn - Phố Cát ..................... .82 Hình 3.4. Biểu đồ mức độ hư hỏng tuyến đường Bỉm Sơn - Phố Cát … 83 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Thống kê tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên thế giới….7 Bảng 2.1. Xác định hệ số cường độ về độ võng phụ thuộc độ tin cậy .....35 Bảng 2.2. Lựa chọn độ tin cậy thiết kế tùy theo loại và cấp hạng đường 36 Bảng 2.3. Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu ............................................... 37 Bảng 2.4. Trị số tối thiểu của mô đun đàn hồi yêu cầu (Mpa) ................ 38 Bảng 2.5. Yêu cầu về độ bằng phẳng tùy thuộc tốc độ xe chạy yêu cầu 40
x Bảng 2.6. Tiêu chuẩn quy định về chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mô của mặt đương đo bằng phương pháp rắc cát ...................................................... 42 Bảng 2.7. Chỉ số PCI và tình trạng mặt đường theo ASTM D 6433 ….. 45 Bảng 2.8. Chỉ số PCI để xác định thời gian bảo dưỡng sửa chữa ........... 45 Bảng 2.9. Chỉ số PCI và tình trạng mặt đường theo JTJ 073.1-2001 ..... 46 Bảng 2.10. Bảng đánh giá chất lượng mặt đường ................................... 47 Bảng 2.11. Mức độ hư hỏng đứt gãy ...................................................... 55 Bảng 2.12. Mức độ hư hỏng của dạng hư hỏng cục bộ trên bề mặt ....... 62 Bảng 2.13. Mức độ hư hỏng của nứt vỡ góc ........................................... 64 Bảng 2.14. Mức độ hư hỏng của nứt vỡ mối nối .................................... 64 Bảng 3.1. Hệ số Aij và Bij cho số điểm khấu trừ riêng phần (theo tiêu chuẩn JTJ 073.1.2001 của Trung Quốc) ....................................................... 76
-1- LỜI MỞ ĐẦU Việc sử dụng BTXM để xây dựng đường giao thông đã và đang được nhiều nước trên thế giới thực hiện, nhất là trên các trục đường giao thông chính, đường cao tốc. Tại các nước trong khu vực châu Á như Trung Quốc, Thái Lan kết cấu loại mặt đường BTXM chiếm 30-40% tổng chiều dài các đường chính. Ở nước ta, từ những năm 80 của thế kỷ trước, có một số đoạn đường được xây dựng bằng BTXM, đó là đường Quán Bánh - Cửa Lò, QL3 đoạn Thái Nguyên - Bắc Cạn, 100 km trên QL1 đoạn tránh ngập Vinh đi Ðông Hà, đoạn đường dẫn vào trạm thu phí cầu Bãi Cháy, gần 440 km đoạn nhánh phía Tây và phía Đông đường Hồ Chí Minh cùng hàng trăm nghìn km đường giao thông nông thôn được xây dựng mặt đường bằng BTXM. Thực tế sử dụng các công trình đường giao thông BTXM thời gian qua cho thấy, mặt đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe lớn. Sau một thời gian đưa vào hoạt động, mặt đường vẫn ổn định, ma sát tốt, không bị biến dạng. Những đoạn đường sau khi bị ngâm trong nước do mưa lũ, không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí duy tu, bảo dưỡng ít, mà vẫn bảo đảm an toàn giao thông cho phương tiện. Việc xây dựng đường BTXM đòi hỏi nguồn vốn đầu tư ban đầu lớn hơn so với đường bê tông nhựa, tuy nhiên mặt đường bê tông nhựa phải thường xuyên duy tu, bảo dưỡng định kỳ, nên nếu tính toán giá thành quy đổi theo chi phí khai thác thì mặt đường BTXM lại rẻ hơn từ 20 đến 25% so với mặt đường BTN. Thời gian qua, được sự quan tâm của Đảng, Nhà Nước, GTVT Thanh Hóa đã có sự phát triển vượt bậc, góp phần quan trọng trong việc phát triển KT-XH nói chung và phát triển giao thông nói riêng. Đến nay Thanh Hóa đã có mạng lưới giao thông với đầy đủ các phương thức vận tải, phân bổ tương đối hợp lý trên khắp các vùng miền của tỉnh, tạo ra sự liên hoàn từ Quốc lộ,
-2- Tỉnh lộ, đường huyện đến đường xã, thôn, bản góp phần thực hiện các chương trình quốc gia. Về cơ bản đã chấm dứt tình trạng ách tắc giao thông, việc vận chuyển hàng hoá phục vụ phát triển kinh tế xã hôi và đảm bảo an ninh quốc phòng, phục vụ việc giao lưu đi lại giữa các vùng trong Tỉnh được thuận lợi hơn. Tuy nhiên, những thành tựu đạt được chưa tương xứng với tiềm năng, lợi thế, chưa đồng đều giữa các vùng và chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển. Việc vận chuyển giữa các vùng trong tỉnh còn khó khăn, nhiều tuyến đường bị hư hỏng hoặc không thể đi lại được trong mùa mưa; Chất lượng đường còn rất thấp. Dịch vụ vận tải chưa đáp ứng được yêu cầu cả về số lượng, chất lượng. Tổng chiều dài mạng lưới giao thông đường bộ tỉnh Thanh Hóa là 20.149km (không kể 10.489,5km đường thôn xóm), đường giao thông kết hợp với đê là 1.023km và đường chuyên dùng là 277km. Mạng lưới giao thông thiết yếu là 8.360 km, trong đó: Quốc lộ: 793km chiếm 4,21%. Tỉnh lộ: 999,29km chiếm 10,4% Đường huyện: 1.959,5km chiếm 10,4% Đường xã: 4.608,1km chiếm 24,45% Cụ thể: - Đường Quốc lộ: Thanh Hoá có 8 QL với tổng chiều dài 793 Km (bao gồm QL1, QL10,QL15, QL45, QL47, QL217, đường HCM và đường Cảng Nghi sơn - Bãi Trành). - Đường Tỉnh lộ: Thanh Hoá có 40 tuyến với tổng chiều dài là 999,29 km. Hệ thống đường tỉnh cùng với hệ thống QL tạo thành hệ thông trục chính, đã nhựa hoá khoảng 865,79km đạt 86,64 % chủ yếu là đường cấp IV đến cấp VI.
-3- - Đường huyện: Toàn tỉnh có 1.959,5 km đường huyện, bao gồm cả đường BTXM, nhựa đá, dăm, cấp phối, chất lượng mặt đường trung bình. - Đường giao thông kết hợp với đê: Trên địa bàn Thanh Hoá có 1.023,41km đê; trong đó 307,41km đê Trung ương từ cấp I đến cấp III và 716km đê địa phương từ cấp IV đến cấp V. - Đường chuyên dùng: Toàn tỉnh có 276,25km đường chuyên dùng, chủ yếu tập trung ở khu vực miền núi trong các lâm trường, nông trường Tuy nhiên so với cả nước thì hệ thống GTVT tỉnh Thanh Hoá còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của sự nghiệp CNH-HĐH. Cải thiện cơ sở hạ tầng GTVT là một ưu tiên của tỉnh nhằm đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội, giảm đói nghèo, tăng cường ổn định chính trị, đảm bảo an ninh Quốc phòng. Để thúc đẩy phát triển KT-XH khu vực trong tiến trình thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá, trong giai đoạn tới đòi hỏi giao thông phải được ưu tiên, tập trung đầu tư xây dựng tạo bước chuyển đổi mạnh mẽ cả về số lượng cũng như chất lượng. Chính vì vậy Bộ GTVT đã định hướng phát triển mạnh mẽ kết cấu mặt đường BTXM, điều đó chứng tỏ sự phát triển phù hợp với xu hướng chung của đất nước. Vì vậy, việc nghiên cứu, đánh giá hiện trạng mặt đường BTXM dùng cho hệ thống đường ở Thanh Hóa là yêu cầu hết sức cần thiết. Có một thực tế hiện nay là các tuyến đường BTXM đã được sử dụng nhiều nhưng chúng ta chưa làm chủ được các công nghệ của mặt đường BTXM. Các vấn đề từ thiết kế, thi công, đến khai thác quản lý vẫn chưa được chú ý. Ví dụ như công tác duy tu bảo dưỡng để duy trì tình trạng khai thác của đường BTXM và các giải pháp xử lý cụ thể chưa được chú trọng. Điều này dẫn đến các tuyến đường nhanh xuống cấp, một số tuyến phải xây dựng lại hoàn toàn.
-4- Đề tài “Nghiên cứu đánh giá một số loại hình hư hỏng điển hình của mặt đường BTXM trên đường tỉnh 522 ( Bỉm Sơn - Phố Cát” mà tác giả đưa ra sẽ tập trung phân tích mặt đường BTXM trong giai đoạn khai thác sử dụng. Mục tiêu của đề tài: nhằm đánh giá các hư hỏng của mặt đường BTXM từ đó phân nhóm, thống kê các loại hư hỏng và sơ bộ tìm hiểu nguyên nhân các loại hư hỏng để đề ra giải pháp khắc phục những hư hỏng cho phù hợp. Trong giới hạn của một luận văn thạc sĩ, các nội dung sau sẽ được đề cập: 1) Tổng quan về mặt đường BTXM và tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. 2) Thống kê, phân nhóm một số loại hình hư hỏng thường gặp trên đường BTXM. 3) Phân nhóm đối tượng khảo sát, thống kê các loại hình hư hỏng, đánh giá mức độ các hư hỏng trên một đoạn mặt đường BTXM của tỉnh Thanh Hóa. 4) Sơ bộ tìm hiểu nguyên nhân hư hỏng và đưa ra giải pháp khắc phục. Phương pháp nghiên cứu: để làm rõ các nội dung trên, học viên sẽ kết hợp khảo sát thực địa một tuyến đường BTXM trong tỉnh Thanh Hóa với các phân tích lý thuyết. Cơ sở lý thuyết được học viên tìm tòi trong các sách báo trong và ngoài nước, tài liệu tiêu chuẩn, quy trình của Việt Nam và Thế giới, qua đó tổng hợp các loại hình hư hỏng trên mặt đường BTXM, và các tiêu chí đánh giá từng loại hư hỏng cũng như đánh giá tình trạng khai thác của tuyến đường BTXM. Sau khi nghiên cứu lý thuyết, tác giả sẽ tiến hành nhóm khảo sát thực địa trên phạm vi 4km đường tỉnh 522 từ Bỉm Sơn đi Phố Cát để ghi chép số liệu các loại hư hỏng cũng như mức độ của chúng. Các số liệu này sẽ là cơ sở dữ liệu dùng cho nghiên cứu phân tích, đánh giá tình trạng đường
-5- BTXM thực tế của đề tài. Kết quả học viên sẽ tập hợp các loại hình hư hỏng theo nhóm (mật độ, mức độ hư hỏng, ...). Các nguyên nhân hư hỏng cũng sẽ được tìm hiểu và học viên sẽ đưa ra một sô giải pháp khắc phục chính nhằm duy trì tình trạng khai thác tốt của đường BTXM. Đối tượng nghiên cứu: là đường tỉnh 522 từ Bỉm Sơn đi Phố cát, có chiều dài tuyến L=16km, trong đó phần BTXM có chiều dài L=4km.
-6- CHƯƠNG I – NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN MẶT ĐƯỜNG BTXM Nội dung của nghiên cứu tổng quan sẽ bao gồm các nội dung chính như sau: - Tổng quan về mặt đường BTXM. - Tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. - Một số loại hình hư hỏng. - Kết luận Các nội dung sẽ được trình bày chi tiết dưới đây. 1.1. Tổng quan về mặt đường BTXM. 1.1.1 Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới. Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, bắt đầu ở Anh vào những năm 1950, sau đó lan dần sang các nước Pháp, Đức, Mỹ và Nga…Trong suốt hơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hết các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc… Mặt đường BTXM (mặt đường cứng) cùng với mặt đường mềm là 2 loại hình mặt đường chính được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnh thổ và xuyên quốc gia. Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao thông đường bộ, từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu lượng xe thấp đến đường phố, đường trục chính, đường cao tốc. Mặt đường BTXM cũng thường được sử dụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe. Ngày nay, mặt đường BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm. Hệ thống Tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng phát triển đồng bộ và hiện đại. Hàng năm, những
-7- hội nghị tổng kết phổ biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình mặt đường BTXM của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM ngày càng được mở rộng. Khối lượng mặt đường BTXM đã xây dựng ở một số nước được thống kê dưới đây: Bảng 1.1: Thống kê tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên thế giới Quốc gia Tỷ lệ đường BTXM Ghi chú Québec (Canada) 4% (1239km) 75% KL vận tải CHLB Đức 25% Áo 67% (14000km) Đường cao tốc 40% đường cao tốc, Bỉ 17% tổng hệ thống 60% đường nông thôn Hà Lan 4% Anh 5% Úc 67% Đường cao tốc Mỹ 17% đường xa lộ Số liệu năm 2005 Trung Quốc 58% (306.622km) Số liệu năm 2005 Nhật Bản 4,6% tổng hệ thống 37,2% đường cao tốc (Nguồn: Báo cáo tổng kết nghiên cứu hiệu quả áp dụng và hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn dùng xi măng làm đường bê tông – Viện KHCN Xây dựng)
-8- 1.1.2. Phát triển mặt đường BTXM tại Việt Nam Trong những năm gần đây, với sự quan tâm mạnh mẽ của Đảng và Chính phủ về đầu tư cho xây dựng, cải tạo mạng lưới đường bằng nhiều nguồn vốn khác nhau như Ngân hàng thế giới (World Bank), ngân hàng phát triển Châu Á (ADB), JBIC (Nhật bản), nguồn vốn đối ứng trong nước…. Hàng loạt con đường lớn đã được cải tạo và nâng cấp như : Quốc lộ 1A đoạn đường Vinh – Đông Hà dài gần 100 Km (đường cấp III đồng bằng) Đoạn nhánh phía Tây và phía Đông đường Hồ Chí Minh gần 400 Km (đường cấp IV) QL18 (một số đoạn ngập lụt) dài gần 40 Km đường cấp III đồng bằng. Một số đoạn tuyến khác đã được xây dựng từ những năm 90 như QL3 (đoạn Thái Nguyên – Bắc Cạn) đoạn Tiên Yên – Móng Cái thuộc QL4 (20Km) cấp V miền núi. Một số đường đô thị, đường khu công nhiệp, đường chuyên dụng bằng BTXM. Một loạt các đường BTXM dùng cho đường GTNT cấp thấp. Nếu quy đổi chung thành một cấp (cấp IV) tỷ lệ đường BTXM ở nước ta mới chiếm khoảng 2,5% toàn bộ đường và 5% đường QL. Trong tương lai gần, Việt Nam đã và đang thực hiện một loạt các dự án đường BTXM trong đó có cả đường cao tốc: - Dự án đường Tuần tra biên giới với chiều dài gần 1100Km với kết cấu bằng BTXM (hiện nay đã xây dựng được 300 km). - Dự án đường Đông Trường Sơn với chiều dài hơn 500 km bằng BTXM. - Dự án đường cao tốc Ninh Bình – Vinh đang quan tâm tới mặt đường BTXM.
-9- Nếu các dự án trên được thực hiện, chúng ta sẽ có hệ thống đáng kể các đường bê tông và tỷ lệ mặt đường BTXM sẽ tăng đáng kể. 1.1.3. Phân loại và Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM a) Phân loại: Về phân loại mặt đường BTXM. Trong hơn 100 năm phát triển, mặt đường BTXM được phân ra một số loại như sau: - Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm, đổ tại chỗ (thông thường); - Mặt đường BTXM cốt thép; - Mặt đường BTXM lưới thép; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; mặt đường BTXM cốt phân tán; - Mặt đường BTXM lu lèn; - Mặt đường BTXM ứng suất trước; - Mặt đường BTXM lắp ghép. b) Ưu điểm: Mặt đường BTXM có một số ưu điểm nổi bật sau đây: Tuổi thọ của mặt đường BTXM tương đối cao, cao hơn mặt đường bê tông nhựa (BTN). Tuỳ theo cấp hạng đường và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưng nói chung tuổi thọ của mặt đường BTXM được lấy vào khoảng 20 - 50 năm, Trung Quốc lấy 45 năm. Tuổi thọ thực tế của mặt đường BTXM nhiều khi lớn hơn dự kiến khi thiết kế. Theo thống kê, có những đoạn mặt đường BTXM sau khi xây dựng sau 50 năm mới phẳi tăng cường và thậm chí có đoạn tồn tại sau 78 năm sử dụng. Cường độ mặt đường BTXM cao và không thay đổi theo nhiệt độ như mặt đường nhựa, thích hợp với tất cả các loại xe, ổn định cường độ đối với