Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng thang phân loại PCR (Pavement Condition Rating) đánh giá hiện trạng khai thác của mặt đường mềm và ví dụ áp dụng cho tuyến Quốc lộ 14B đoạn Km 37+900 đến Km 38+900

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá hiện trạng hư hỏng mặt đường mềm trong quá trình khai thác theo thang phân loại PCR. Áp dụng khảo sát đánh giá cho một đoạn tuyến thuộc QL14B.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng thang phân loại PCR (Pavement Condition Rating) đánh giá hiện trạng khai thác của mặt đường mềm và ví dụ áp dụng cho tuyến Quốc lộ 14B đoạn Km 37+900 đến Km 38+900

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHẠM THÁI UYẾT NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THANG PHÂN LOẠI PCR (PAVEMENT CONDITION RATING) ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CỦA MẶT ĐƯỜNG MỀM VÀ VÍ DỤ ÁP DỤNG CHO TUYẾN QUỐC LỘ 14B ĐOẠN KM37+900 ĐẾN KM38+900 Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Mã số: 60.58.30 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2015
2 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN HỒNG HẢI Phản biện 1: PGS. TS. Phan Cao Thọ Phản biện 2: GS. Vũ Đình Phụng Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 10 tháng 01 năm 2015. Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng  Thư viện trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Thực trạng công tác quản lý khai thác hệ thống đường giao thông ở nước ta cho thấy, tuy đảm bảo công tác bảo trì đường bộ nói chung và bảo trì mặt đường nói riêng theo chức năng nhiệm vụ được giao nhưng vẫn theo mô hình: Các đơn vị quản lý báo cáo hiện trạng hư hỏng mặt đường, sau đó lập kế hoạch kiểm tra đề xuất quy mô sửa chữa, nâng cấp. Theo cách này, chúng ta thiếu chủ động trong khâu lập kế hoạch duy tu, sửa chữa. Như vậy, cần thiết phải có một hệ thống quản lý chất lượng mặt đường phục vụ quá trình quản lý, khai thác hệ thống đường bộ. Hiện nay, các nước trên thế giới đã ứng dụng hệ thống quản lý mặt đường PMS trong công tác quản lý, khai thác, căn cứ vào các biểu hiện hư hỏng mặt đường để đánh giá phân loại hiện trạng hư hỏng. Nghiên cứu đo đạc, đánh giá hiện trạng hư hỏng bề mặt mặt đường mềm theo thang phân loại PCR (Pavement Condition Rating) là một trong những phương pháp đang được nghiên cứu ứng dụng ở nhiều nước, do có những ưu điểm như: đánh giá được tổng thể hiện trạng mặt đường, tính đơn giản, dễ thực hành trong công tác khảo sát đo đạc. Mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc nghiên cứu xây dựng các phương pháp đánh giá hiện trạng mặt đường phục vụ công tác đánh giá, dự báo chất lượng và lập kế hoạch bảo trì, khai thác kết cấu mặt đường. Trên cơ sở kết quả đó chúng ta có thể xây dựng một chiến lược bảo trì đường bộ có kế hoạch, chủ động, đảm bảo các nguyên tắc: đúng việc, đúng chỗ và đúng thời điểm một cách kinh tế nhất. Do vậy tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng thang phân loại PCR (Pavement Condition Rating) đánh giá hiện trạng khai thác của mặt đường mềm và ví dụ áp dụng cho tuyến Quốc lộ 14B đoạn Km 37+900 đến Km 38+900”
2 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các biến dạng, hư hỏng trên mặt đường mềm trong quá trình khai thác (nứt, vệt bánh xe, độ bằng phẳng…) trên tuyến quốc lộ 14B, đoạn Km37+900 đến Km38+900 3.Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu phương pháp khảo sát, đánh giá hiện trạng hư hỏng mặt đường mềm trong quá trình khai thác theo thang phân loại PCR. Áp dụng khảo sát đánh giá cho một đoạn tuyến thuộc QL14B. 4. Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết: phương pháp đánh giá. - Nghiên cứu thực nghiệm: khảo sát, đo đạc. 5. Bố cục luận văn: Chương 1. Các dạng hư hỏng mặt đường mềm và phương pháp đánh giá Chương 2. Đánh giá hiện trạng mặt đường mềm theo thang phân loại PCR Chương 3. Ứng dụng đánh giá tình trạng khai thác mặt đường bê tông nhựa trên tuyến Quốc lộ 14B Kết luận và kiến nghị. CHƯƠNG 1. CÁC DẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG MỀM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu giao thông vận tải, luân chuyển hàng hóa ngày càng tăng lên, lưu lượng xe chạy càng nhiều, vấn đề tải trọng xe khó kiểm soát, công trình đường sá oằn mình gánh chịu tác dụng bất lợi của tải trọng. Hơn nữa, các yếu tố khí hậu thường xuyên tác dụng lên công trình đường sá làm cho
3 chất lượng đường không ổn định theo các mùa trong năm, tạo điều kiện cho việc phát sinh các hiện tượng biến dạng, hư hỏng. Chỉ có một sự quản lý cẩn thận, với công tác bảo dưỡng liên tục, kịp thời mới cho phép hạn chế quá trình suy giảm chất lượng công đường đang khai thác trong những giới hạn có thể chấp nhận được. Do vậy, việc nghiên cứu các dạng hư hỏng và đề xuất phương pháp đánh giá thích hợp, có thể áp dụng được trong điều kiện Việt Nam có một vai trò quan trọng, làm cơ sở cho việc lập kế hoạch bảo trì, khai thác hệ thống đường sá một cách hiệu quả nhất. 1.2. CÁC DẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG MỀM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG KHAI THÁC 1.2.1. Các dạng hư hỏng mặt đường mềm Theo cách phân loại phổ biến hiện nay trên thế giới, chia ra 3 hình thái hư hỏng chính của mặt đường bê tông nhựa là: Biến dạng bề mặt; Hư hỏng bề mặt; Nứt 1.2.2. Ảnh hưởng của hư hỏng, biến dạng mặt đường đến chất lượng khai thác Các tác động của sự suy giảm chất lượng mặt đường dễ dàng nhận thấy là: Chất lượng dòng giao thông suy giảm; Tai nạn giao thông gia tăng; Hiệu quả kinh tế vận tải suy giảm. 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG MỀM 1.3.1. Nhóm phương pháp của Liên Xô (cũ), Việt Nam a.Phương pháp của Việt Nam theo 22TCN 306-2003 b. Phương pháp của Liên Xô cũ 1.3.2. Nhóm phương pháp của các nước khác
4 a.Phương pháp sử dụng chỉ số PDI (Pavement Distress Index) b.Phương pháp PCI (Pavement Conditions Index) c. Phương pháp sử dụng chỉ số mức độ phục vụ mặt đường PSI (Pavement Serviceability Index) d.Phương pháp đánh giá dựa trên thang phân loại PCR (Pavement Conditions Ratting) 1.4. KẾT LUẬN - Mục tiêu của việc phân loại đường bộ để lập kế hoạch sửa chữa là phải nghiên cứu cách thức và các tiêu chí định kỳ đánh giá nhằm áp dụng các biện pháp sửa chữa thích hợp. Để việc xếp loại không tuỳ thuộc vào ý muốn chủ quan của các cấp quản lý, cần phải xây dựng Hệ thống quản lý mặt đường (Pavement management Systems - PMS), để đưa ra cách thức đánh giá và các tiêu chí phải phản ánh được một cách trung thực và khách quan về khả năng phục vụ hiện có của từng đoạn đườngvà cả tuyến đường. - Để có thể đưa được hệ thống quản lý mặt đường PMS vào phục vụ quá trình quản lý khai thác, một trong những nội dung quan trọng phải được tiến hành, đó là phải phát triển mô hình đánh giá và dự báo thông qua việc áp dụng một loạt các Chỉ số về mặt đường (Pavement Index). Phương pháp đánh giá dựa trên thang phân loại PCR là phương pháp được nghiên cứu, xây dựng trên cơ sở đáp ứng được các yêu cầu đó. CHƯƠNG 2.ĐÁNH GIÁHIỆN TRẠNG MẶT ĐƯỜNG MỀM THEO THANG PHÂN LOẠI PCR 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, phương pháp đánh giá điều kiện khai thác của mặt đường theo thang phân loại PCR được sử dụng rộng rãi trên thế giới,
5 phổ biến ở các nước tiên tiến như Mỹ, Anh, Canada… 2.2.PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG THEO THANG PHÂN LOẠI PCR 2.2.1. Phương pháp tính toán PCR theo mô hình của FHWA [10] a. Phương pháp xác định FHWA đề xuất phương pháp xác định chỉ số PCR như sau: PCR = (0.60 * SCR) + (0.40 * RCI) (2.2) Trong đó: + SCR (Surface Condition Rating Index): Chỉ số đánh giá tình trạng lớp phủ mặt đường + RCI (Roughness Condition Index): Chỉ số tình trạng độ gồ ghề Trong (2.2) nếu giá trị SCR ≤ 0 thì PCR = 0.40*RCI (2.3) Nếu giá trị RCI ≤ 0 thì PCR = 0.60*SCR (2.4) Dựa trên trị số PCR tính được, PCR đạt chỉ số bằng 100 sẽ tương ứng với tình trạng mặt đường "hoàn hảo" không có xuất hiện các biến dạng, hư hỏng nào quan sát được. Trong khi đó, giá trị PCR bằng 60 tương ứng với mặt đường có tình trạng kém và hết khả năng khai thác nếu không tiến hành các công tác sửa chữa, bảo trì. Điều kiện tình trạng mặt đường được đánh giá với các khoảng giá trị PCR được đề xuất như sau: Bảng 2.1. Thang đánh giá PCR theo FHWA[10] PCR Tình trạng mặt đường (Theo FHWA) 95 - 100 Tuyệt vời - EXCELLENT 85 - 94 Tốt - GOOD 61 - 84 Trung bình - FAIR
6 * Chỉ số đánh giá tình trạng lớp phủ mặt đường SCR Mỗi loại hình biến dạng, hư hỏng tùy theo mức độ hư hỏng, được chia làm 3 cấp độ nghiêm trọng: thấp (Low), vừa (Medium), Cao (High). Giá trị chỉ số SCR được tính toán dựa trên khấu trừ lũy kế của các hư hỏng, được xác định cho từng loại hình như sau: SCR=100–[(100–AC_INDEX)+(100–LC_INDEX)+(100–TC_INDEX) + (100–RATCH_INDEX) + (100–RUT_INDEX)] (2.5) Trong đó: + AC_INDEX: Chỉ số vết nứt cá sấu AC_INDEX=100-40*[(%LOW/70)+(%MED/30)+(%HI/10)](2.6) Diện tích vết nứt cá sấu từng mức độ (%LOW; MED; HI) = x1002.7) Chiều dài đoạn đo x Chiều rộng mặt đường + LC_INDEX: Chỉ số vết nứt dọc LC_INDEX=100- 40*[(%LOW/350+(%MED/200+(%HI/75)](2.8) Tổng chiều dài vết nứt dọc từng mức độ (%LOW; %MED; %HI = Chiều dài đoạn đo x100(2.9) + TC_INDEX: Chỉ số vết nứt ngang TC_INDEX=100-{[(20*((LOW/15.1)+(MED/7.5))]+[40*(HI/1.9)]}(2.10) Tổng chiều dài vết nứt ngang từng mức độ (LOW; MED; HI) = Chiều rộng làn xe x100 (2.11) + RATCH_INDEX: Chỉ số diện tích ổ gà, vá sửa RATCH_INDEX = 100 – [40*(%PATCHING/80)] (2.12)(%PATCHING) = Diện tích ổ gà,vá sửa x100(2.13) Chiều dài đoạn đo x Chiều rộng mặt đường + RUT_INDEX: Chỉ số vệt hằn bánh xe RUT-INDEX=100-40*[(%LOW/160)+(%MED/80)+(%HI/40)](2.14) Số vệt hằn bánh xe cho mỗi mức độ (%LOW; %MED; %HI) = 10 x100(2.15) * Chỉ số tình trạng bằng phẳng của lớp mặt (RCI) Được tính toán dựa trên kết quả đo giá trị hằn vệt bánh xe mặt
7 đường, theo công thức sau: RCI = 32*[5*(2.718282(-0.0041* AVG IRI))] (2.16) Giá trị hằn vệt bánh xe trung bình (AVG IRI) là giá trị trung bình của hai giá trị chỉ số độ gồ ghề cho làn xe trái và làn xe phải trên chiều dài 20m của đoạn khảo sát. b. Phân loại mức độ nghiêm trọng các loại hình biến dạng, hư hỏng FHWA đề xuất căn cứ đánh giá mức độ nghiêm trọng cho từng loại hình biến dạng, hư hỏng cụ thể [1] 2.2.3.Phương pháp tính toán PCR theo mô hình của Hiệp hội giao thông bang Ohio (The Ohio Department Transpotion - ODOT)[12] a. Phương pháp xác định Mô hình để tính toán PCR của ODOT dựa trên tổng của điểm khấu trừ đối với từng loại hư hỏng quan sát được, giá trị khấu trừ phụ thuộc cường độ và mức độ nghiêm trọng Hình 2.6. Thang của các loại hư hỏng. Biểu thức toán học cho đánh giá điều PCR được xác định như sau: kiện mặt đường PCR (2.17) Trong đó: n: Số loại hình hư hỏng mặt đường Deduct: Giá trị khấu trừ tùy theo loại và mức độ của các hư hỏng mặt đường, được xác định theo công thức: Deduct =Distress Weight)x(Severity Weight)x(Extent Weight) (2.18) Distress Weight: Trọng số đặc trưng cho loại hình hư hỏng. Severity Weight: Trọng số đặc trưng cho mức độ nghiêm trọng
8 của loại hình hư hỏng. Extent Weight: Trọng số đặc trưng cho sự mở rộng hư hỏng. Bảng 2.3. Trọng số khấu trừ theo loại hình, mức độ và cường độ của biến dạng, hư hỏng [12] Hư hỏng Distress Severity weight Extent weight weight L M H O F E Rời rạc 10 0.3 0.6 1 0.5 0.8 1 Chảy nhựa 5 0.8 0.8 1 0.6 0.9 1 Vá sửa 5 0.3 0.6 1 0.6 0.8 1 Ổ gà 10 0.4 0.7 1 0.5 0.8 1 Hằn vệt bánh 10 0.3 0.7 1 0.6 0.8 1 Nứt vệt bánh xe 15 0.4 0.7 1 0.5 0.7 1 Nứt ngang 10 0.4 0.7 1 0.5 0.7 1 Nứt dọc 5 0.4 0.7 1 0.5 0.7 1 b. Đánh giá mức độ nghiêm trọng các loại hình biến dạng, hư hỏng ODOT đề xuất căn cứ đánh giá mức độ nghiêm trọng cho từng loại hình biến dạng, hư hỏng cụ thể [2]. 2.3.PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT, THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 2.3.1. Phương pháp khảo sát Để tính toán trị số PCR phục vụ cho công tác đánh giá tình trạng mặt đường, công tác khảo sát cần thu thập các thông tin liên quan đến các loại hình hư hỏng mặt đường sau: Bảng 1.9. Các loại hình hư hỏng mặt đường khảo sát Các loại hư hỏng bề mặt Mặt đường nhựa Nứt hoặc nứt gãy Nứt dọc; Nứt ngang; Nứt da cá sấu; Biến dạng bề mặt Hằn vệt bánh xe Hư hỏng bề mặt Chảy nhựa; Rời rạc; Ổ gà; Độ bằng phẳng Độ ghồ ghề IRI
9 2.3.2. Trình tự thực hiện Công tác khảo sát, đo đạc thu thập số liệu biến dạng, hư hỏng mặt đường được tiến hành theo trình tự sau: Khảo sát sơ bộ lựa chọn điểm đo; Khảo sát sơ bộ phát hiện loại hình hư hỏng; Thiết kế và xác lập tổ mẫu, cơ cấu đội đo; Hướng dẫn đội đo, thiết lập biểu mẫu và phương pháp đo; Đo đạc ngoài hiện trường, thu thập dữ liệu. 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu đo đạc Sử dụng phương pháp phân tích sai số theo lý thuyết xác suất thống kê để xác định khoảng giới hạn của sai số ngẫu nhiên, những kết quả đo nào có sai số dư vi nằm ngoài khoảng giới hạn cần tiến hành điều chỉnh. 2.4. KẾT LUẬN - Việc áp dụng các phương pháp đánh giá hiện trạng mặt đường BTN theo thang phân loai PCR là một xu thế tất yếu, nhằm đáp ứng thực tế yêu cầu công tác duy tu bảo dưỡng và sửa chữa đường bộ theo hệ thống quản lý mặt đường PMS (Pavement Management System). - Công tác xây dựng các chỉ số để đánh giá hư hỏng mặt đường là hết sức cần thiết trong xây dựng hệ thống quản lý mặt đường. - Để tiến hành tính toán đánh giá, phản ánh một cách tốt nhất hiện trạng mặt đường thì công tác xây dựng phương pháp khảo sát là rất cần thiết. Việc thu nhập hình ảnh hư hỏng bề mặt một cách tự động mới chỉ áp dụng ở một số nước phát triển, do đầu tư mua sắm thiết bị đòi hỏi phải có chi phí lớn. Chính vì vậy, việc thu nhập số liệu bằng thủ công vẫn được xem là công việc cần thiết. Công việc này không đòi hỏi các công cụ hỗ trợ phức tạp chỉ bao gồm bản ghi, các công cụ đo đơn giản như thước đo dài, thước 3m, dụng cụ đo độ
10 mở vết nứt… - Cần phải có những nghiên cứu tính toán cụ thể để kiểm tra tính hợp lý khi áp dụng vào việc đánh giá hiện trạng mặt đường BTN trong điều kiện Việt Nam. Đồng thời cũng cần đưa ra những khuyến cáo khi sử dụng các phương pháp đánh giá, nhằm mục đích kết quả đánh giá phản ánh được tương đối chính xác hiện trạng của kết cấu mặt đường, phục vụ thiết thức cho công tác duy tu, bảo dưỡng và sửa chữa. Đó cũng chính là những vấn đề cần giải quyết trong nội dung chương 3 của luận văn này. CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KHAI THÁC CỦA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TRÊN TUYẾN QUỐC LỘ 14B 3.1. GIỚI THIỆU VỀ ĐOẠN TUYẾN KHẢO SÁT 3.1.1. Giới thiệu về tuyến QL14B 3.1.2. Giới thiệu về phân đoạn đo: Km37+900 – Km38+900 3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT Kết quả đo chi tiết của từng loại hình hư hỏng, từng tổ được tập hợp ở phần phụ lục 3.1 3.3. PHÂN TÍCH KẾT QỦA - ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG BTN THEO CHỈ TIÊU PCR 3.3.1. Xử lý số liệu khảo sát Kết quả tính toán theo bảng tính ở phụ lục 3.2 3.3.2. Tính toán chỉ số PCR a. Tính toán PCR theo FHWA Số liệu đo đạc sau khi đã tính toán sai số và hiệu chỉnh tiến hành tính toán xác định chỉ số PCR theo phương pháp của FHWA. Kết quả tính toán chi tiết với các số liệu đo đạc của các Tổ đo được thể hiện ở các bảng trong phụ lục 3.3.Lập biểu đồ biểu diễn giá trị PCR theo hình 3.1 và biểu đồ tình trạng mặt đường đoạn tuyến khảo sát
11 đánh giá theo thang PCR ở hình 3.2 Nhận xét: - Giá trị PCR tính toán của một đoạn đường với số liệu đo đạc của các tổ đo khác nhau thay đổi rất ít, dẫn đến kết quả tình trạng mặt đường đánh giá được không thay đổi. Như vậy độ tin cậy của kết quả đo các tổ đo là chấp nhận được, qua đó cũng cho thấy việc thực hiện tính toán trị số PCR của tác giả là chính xác, không mắc các sai sót chủ quan. - Giá trị PCR giữa các đoạn thay đổi khá rõ rệt giữa các đoạn mặt đường với tình trạng hư hỏng khác nhau. Theo biểu đồ hình 3.1 và hình 3.2 có thể thấy, vị trí đầu tuyến (từ lý trình Km37+900 đến lý trình Km37+940) và vị trí cuối đoạn tuyến khảo sát (từ lý trình Km38+760 đến lý trình Km38+900) kết quả tính toán mặt đường có giá trị PCR khá lớn, theo thang phân loại của FHWA có tình trạng mặt đường ở mức độ “Tốt” đến “Tuyệt vời”. Các vị trí còn lại mặt đường xuất hiện nhiều hư hỏng, kết quả tính toán cho giá trị PCR thấp hơn, tình trạng mặt đường ở mức độ từ “Trung bình” đến “Kém”. Vị trí có tình trạng mặt đường xuất hiện nhiều hư hỏng và liên tục là từ Km38+520 đến Km38+700, điều này phù hợp với thực tế khảo sát hiện trạng mặt đường (Xem hình 3.3). Hình 3.1. Biểu đồ giá trị PCR cho từng tổ đo theo phưong pháp của FHWA
12 KM37+900 KM37+920 KM37+940 KM37+960 KM37+980 KM38+100 KM38+120 KM38+140 KM38+160 KM38+180 KM38+200 KM38+220 KM38+240 KM38+260 KM38+280 KM38+300 KM38+320 KM38+340 KM38+360 KM38+380 KM38+400 KM38+420 KM38+440 KM38+460 KM38+480 KM38+500 KM38+520 KM38+540 KM38+560 KM38+580 KM38+600 KM38+620 KM38+640 KM38+660 KM38+680 KM38+700 KM38+720 KM38+740 KM38+760 KM38+780 KM38+800 KM38+820 KM38+840 KM38+860 KM38+880 KM38+900 KM38+00 KM38+20 KM38+40 KM38+60 KM38+80 Hình 3.2. Tình trạng mặt đường đoạn tuyến KM37+900 đến KM38+900 theo thang phân loại của FHWA Ghi chú: Màu đỏ - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Tuyệt vời” Màu xanh - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Tốt” Màu vàng- Tình trạng mặt đường ở mức độ “Trung bình” Màu đen - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Kém” Kết quả đánh giá tình trạng mặt đường trên biểu đồ dựa trên trị số PCR trung bình của 03 tổ đo b. Tính toán PCR theo ODOT Số liệu đo đạc sau khi đã tính toán sai số và hiệu chỉnh tiến hành tính toán xác định chỉ số PCR theo phương pháp của ODOT. Kết quả tính toán chi tiết với các số liệu đo đạc của các Tổ đo được thể hiện ở các bảng trong phụ lục 3.4. Lập biểu đồ biểu diễn giá trị PCR theo hình 3.4 và biểu đồ tình trạng mặt đường đoạn tuyến khảo sát đánh giá theo thang PCR ở hình 3.5 Nhận xét: - Tương tự như kết quả phân tích theo FHWA, giá trị PCR tính toán của một đoạn đường với số liệu đo đạc của các tổ đo khác nhau
13 thay đổi rất ít, dẫn đến kết quả tình trạng mặt đường đánh giá được không thay đổi. Như vậy độ tin cậy của kết quả đo các tổ đo là chấp nhận được, qua đó cũng cho thấy việc thực hiện tính toán trị số PCR của tác giả là chính xác, không mắc các sai sót chủ quan. - Giá trị PCR giữa các đoạn thay đổi khá rõ rệt giữa các đoạn mặt đường với tình trạng hư hỏng khác nhau. Theo biểu đồ hình 3.4 và hình 3.5 có thể thấy, vị trí đầu tuyến (từ lý trình Km37+900 đến lý trình Km37+940) và vị trí cuối đoạn tuyến khảo sát (từ lý trình Km38+740 đến lý trình Km38+900) kết quả tính toán mặt đường có giá trị PCR khá lớn, theo thang phân loại của ODOT có tình trạng mặt đường ở mức độ “Tốt” đến “Rất tốt” (Xem hình 3.3). Các vị trí còn lại mặt đường xuất hiện nhiều hư hỏng, kết quả tính toán cho giá trị PCR thấp hơn, tình trạng mặt đường từ mức độ “Trung bình” đến mức độ “Trung bình đến kém”, chỉ một số ít đoạn có tình trạng mặt đường ở mức độ “Kém”. Nhìn chung, tình trạng mặt đường đánh giá được cho kết quả cao hơn so với phương pháp của FHWA. Hình 3.4. Biểu đồ giá trị PCR cho từng tổ đo theo phưong pháp của ODOT
14 KM37+900 KM37+920 KM37+940 KM37+960 KM37+980 KM38+100 KM38+120 KM38+140 KM38+160 KM38+180 KM38+200 KM38+220 KM38+240 KM38+260 KM38+280 KM38+300 KM38+320 KM38+340 KM38+360 KM38+380 KM38+400 KM38+420 KM38+440 KM38+460 KM38+480 KM38+500 KM38+520 KM38+540 KM38+560 KM38+580 KM38+600 KM38+620 KM38+640 KM38+660 KM38+680 KM38+700 KM38+720 KM38+740 KM38+760 KM38+780 KM38+800 KM38+820 KM38+840 KM38+860 KM38+880 KM38+900 KM38+00 KM38+20 KM38+40 KM38+60 KM38+80 Hình 3.5. Tình trạng mặt đường đoạn tuyến KM37+900 đến KM38+900 theo thang phân loại của ODOT Ghi chú: Màu đỏ - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Rất tốt” Màu hồng - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Tốt” Màu xanh - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Trung bình” Màu vàng- Tình trạng mặt đường ở mức độ “Trung bình đến Kém” Màu đen - Tình trạng mặt đường ở mức độ “Kém” Kết quả đánh giá tình trạng mặt đường trên biểu đồ dựa trên trị số PCR trung bình của 03 tổ đo Để làm rõ hơn sự sai về kết quả đánh giá tình trạng mặt đường giữa phương pháp của FHWA và phương pháp của ODOT, đồng thời xem xét phương pháp nào đánh giá phù hợp hơn với tình trạng thực tế mặt đường thu thập được qua công tác khảo sát, ta tiến hành tổng hợp kết quả của hai phương pháp, vẽ các biểu đồ so sánh để tiến hành phân tích. 3.3.3. Phân tích kết quả tính toán chỉ số PCR Tiến hành tổng hợp kết quả đánh giá tình trạng mặt đường theo thang phân loại PCR của hai phương pháp, kết quả theo Hình3.6
15 a. So sánh kết quả tính toán chỉ số PCR theo FHWA và ODOT Hình 3.6. Biểu đồ giá trị PCR theo FHWA và ODOT Theo kết quả tổng hợp ở biểu đồ H3.6 ta có thể thấy tình trạng mặt đường đánh giá theo hai phương pháp một số đoạn có kết quả tương đồng, một số đoạn cho kết quả đánh giá khác biệt nhau, cụ thể: Ở đầu đoạn tuyến khảo sát từ Km37+900 đến Km37+940 và từ Km38+760 đến Km38+900, mặt đường có hiện trạng ít xuất hiện các hư hỏng, tình trạng mặt đường đánh giá theo hai phương pháp là tương đương nhau, đều ở mức độ từ “Tốt” đến “Rất tốt” hoặc “Tuyệt vời” . Các đoạn còn lại, hiện trạng mặt đường có xuất hiện nhiều hư hỏng hơn, mức độ nghiêm trọng các hư hỏng cao hơn, tình trạng mặt đường đánh giá theo hai phương pháp cho kết quả sai khác nhau khá lớn. Tình trạng mặt đường đánh giá phương pháp của FHWA cho kết quả thấp hơn so với phương pháp của ODOT. Điều này cần được phân tích và làm rõ để thấy được nguyên nhân của sự sai khác này. Ta nhận thấy rằng, với các đoạn có mức độ hư hỏng thấp, các loại hình hư hỏng ít thì kết quả phân tích tình trạng mặt đường của cả hai phương pháp là như nhau. Nhưng với các đoạn có mức độ hư
16 hỏng lớn thì xảy ra sự khai khác khá lớn về giá trị PCR. Quan sát bảng thu thập số liệu về mức độ hư hỏng và bảng tính toán phân tích PCR trong phụ lục 3, có thể thấy các đoạn có hình thái hư hỏng nứt da cá sấu, nứt mảng, vá sửa hay ổ gà trên diện rộng của mặt đường thường dẫn đến kết quả trị số PCR tính toán theo phương pháp của FHWA thường rất thấp so với phương pháp của ODOT. Cụ thể ta xem kết quả tính toán PCR ở một số vị trí sau: Bảng 3.6. Bảng so sánh chỉ số PCR tính toán theo FHWA và ODOT S Mẫu đo 1 T PCR Tình trạng mặt đường T Lý trình FHWA ODOT FHWA ODOT 18 Km38+240 Km38+260 40.00 69.05 Kém Trung bình 19 Km38+260 Km38+280 46.52 64.05 Kém Trung bình đến kém 20 Km38+280 Km38+300 40.00 54.5 Kém Kém 21 Km38+300 Km38+320 66.77 68.8 Trung bình Trung bình 22 Km38+320 Km38+340 39.02 64.8 Kém Trung bình đến kém 23 Km38+340 Km38+360 71.64 69.1 Trung bình Trung bình 32 Km38+520 Km38+540 32.49 69.6 Kém Trung bình 33 Km38+540 Km38+560 32.49 57.5 Kém Trung bình đến kém Theo bảng kết quả so sánh giá trị PCR tính toán của hai phương pháp FHWA và ODOT cho một số đoạn ở các bảng 3.6 ta thấy: Với phương pháp tính toán của FHWA khi mặt đường xuất hiện nhiều hư hỏng nứt cá sấu, nứt mảng hoặc vá sửa, ổ gà thì chỉ số AC_INDEX và PAT_INDEX cho kết quả rất thấp, chỉ số đánh giá tình trạng lớp phủ mặt đường SCR còn lại rất thấp hoặc bằng 0, lúc này điều kiện mặt đường chỉ còn lại nhờ chỉ số tình trạng độ gồ ghề RCI. Trong phương pháp tính toán của FHWA các hư hỏng được tính toán để xác định trị số khấu trừ về điều kiện mặt đường với số liệu về diện tích và mức độ hư hỏng. Khi các hư hỏng này có mức độ và phạm vi hư hỏng lớn trên phạm vi mặt đường thì chỉ số điều kiện
17 mặt đường còn lại là rất thấp, dẫn đến chỉ số PCR cũng rất nhỏ. Trường hợp này PCR xác định tình trạng của đường là cần tiến hành ngay các công tác sửa chữa, bảo trì để khôi phục điều kiện khai thác của mặt đường Với phương pháp tính toán của ODOT, mỗi hình thức hư hỏng được gán một mức độ nghiêm trọng tối đa với hệ số khấu trừ tối đa, với nứt da cá sấu, nứt mảng trong phạm vi vệt bánh là 15, ngoài vệt bánh là 10, ổ gà là 10 và vá sửa là 5. Như vậy nếu như trên toàn bộ mặt đường chỉ xuất hiện một hình thái hư hỏng duy nhất với mức độ rất nghiêm trọng thì mức độ khấu trừ cũng không quá 15% (trong 100 điểm), khi mặt đường xuất hiện đồng thời các hình thái hư hỏng này thì điều kiện khai thác mặt đường cũng chỉ bị khấu trừ đi một giá trị nhất định nào đó, có thể không vượt quá 50%. Điều này thực sự chưa thật hợp lý và có thể cần có những nghiên cứu sâu hơn về các hệ số khấu trừ này. Theo kết quả so sánh kết quả tính toán chỉ số PCR theo hai phương pháp ở bảng 3.8 ta thấy: khi mặt đường ít xuất hiện các biến dạng, hư hỏng (đoạn Km38+300 Km38+320 và Km38+340 Km38+360) thì trị số PCR tính toán theo cả hai phương pháp cho kết quả tương đương nhau, tình trạng mặt đường được đánh giá theo thang phân loại PCR khá tương đồng. Các đoạn còn lại tình trạng mặt đường xuất hiện nhiều biến dạng, hư hỏng như nứt dọc, ngang, nứt mảng… thì kết quả trị số PCR tính toán theo hai phương pháp khá chênh lệch nhau, phương pháp ODOT thường cho kết quả tính toán lớn hơn, dẫn đến tình trạng mặt đường đánh giá theo hai phương
18 pháp khác biệt khá lớn. Điều này tác giả cũng đã đi phân tích và chỉ ra nguyên nhân có sự chênh lệch kết quả tính toán trị số PCR ở các ý kiến trên trong mục này. Để làm rõ hơn kết quả tính toán trị số PCR theo hai phương pháp theo FHWA và ODOT, đồng thời có thêm cơ sở để lựa chọn phương pháp tính toán PCR phù hợp, tác giả lựa chọn phương pháp đánh giá tình trạng mặt đường qua chỉ số PCI theo ASTM. 3.4. SO SÁNH KẾT QỦA ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG THEO PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CHỈ SỐ PCR VÀ THEO TIÊU CHUẨN ASTM D6433-07 (CHỈ SỐ PCI) Kết quả tính toán chỉ số PCI được thể hiện chi tiết ở Bảng 3.5.8, Phụ lục 3.5, để tiến hành so sánh kết quả đánh giá tình trạng mặt đường theo chỉ số PCI và theo thang PCR của hai phương pháp FHWA và ODOT ta vẽ biểu đồ thay đổi giá trị PCR (tính toán theo FHWA và ODOT) và giá trị PCI (tính toán theo ASTM D6433-07), kết quả theo hình 3.9 dưới đây Hình 3.9. Biểu đổ trị số PCI (ASTM) và trị số PCR (FHWA và ODOT)