I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Công tác thiết kế kết cấu mặt đường mềm
ở Việt Nam hiện nay phổ biến sử dụng hai
tiêu chuẩn: tiêu chuẩn 22TCN - 211 - 06 và
22TCN - 274 - 01. Tiêu chuẩn 22TCN - 211 -
06 được sử dụng cho hầu hết các dự án đường
bộ. Tiêu chuẩn 22TCN - 274 - 01 ít được sử
dụng, vì các dự án có vốn đầu tư nước ngoài
hay sử dụng trực tiếp hướng dẫn AASHTO,
mặc dù thực chất hai tiêu chuẩn này là một.
Hiện rất nhiều dự án đường bộ yêu cầu sử
dụng cả hai tiêu chuẩn để thiết kế, có đối
chứng so sánh. Tuy nhiên, rất khó có thể đưa
ra các giải thích một cách có logic cho việc so
sánh đối chứng về sự lựa chọn này.
Tiêu chuẩn 22TCN - 211 - 06 được xây
dựng và phát triển từ rất lâu thể hiện trí tuệ và
tâm huyết của các nhà khoa học và các
chuyên gia trong lĩnh vực xây dựng đường bộ
của Việt Nam, là phương pháp dựa trên cơ sở
lý thuyết đàn hồi với giả thiết kết cấu nền mặt
đường là hệ đàn hồi nhiều lớp đồng nhất và
đẳng hướng, với thông số đàn hồi của mỗi lớp
MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THỰC TẾ THIẾT KẾ
KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM SỬ DỤNG TIÊU CHUẨN
THIẾT KẾ HIỆN HÀNH VÀ GIẢI PHÁP
thác đường thực tế và ứng dụng những tiến bộ
khoa học kỹ thuật trong ngành. Việc tiếp tục
nghiên cứu để phát triển, hoàn thiện tiêu
chuẩn này theo từng bước yêu cầu thay đổi
của ngành là nhiệm vụ của các thế hệ kỹ sư kế
tiếp, không chỉ để phục vụ cho thực tế sản
xuất của ngành đường bộ, mà còn thể hiện
được sự kính trọng với công sức, trí tuệ và
tâm huyết của các giáo sư, các chuyên gia, các
thế hệ đi trước đã không ngừng phấn đấu cho
sự phát triển của ngành, của Bộ Giao thông
Vận tải trong sự nghiệp xây dựng và kiến thiết
đất nước.
II. CÁC KHÓ KHĂN TRONG THỰC TẾ
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SỬ
DỤNG TIÊU CHUẨN 22TCN - 211 - 06
Các khó khăn trong thực tế thiết kế mặt
đường mềm sử dụng tiêu chuẩn 22TCN - 211
- 06 được rà soát và liệt kê như sau:
a. Một số hiện tượng hư hỏng kết cấu khá
phổ biến trong thực tế chưa được bao gồm
trong các trạng thái giới hạn kiểm toán kết cấu
mặt đường, như là:
+ Hư hỏng dạng nứt parabol hoặc hiện
tượng trượt trồi do ứng suất cắt trượt trong lớp
bê tông nhựa mặt đường và của vật liệu móng
rời rạc, kém kính khi xét đến thành phần lực
ngang của tải trọng bánh xe;
+ Hiện tượng nứt phản ánh từ vết nứt mặt
đường cũ hay từ móng gia cố vô cơ hoặc khe
+ Cách phân loại vật liệu bê tông nhựa
hiện nay chưa có sự thống nhất, tham chiếu
lẫn nhau giữa tiêu chuẩn thi công nghiệm thu
và tiêu chuẩn thiết kế;
+ Nhiều loại vật liệu mới hiện đã được sử
dụng nhưng chưa có các thông số tính toán
tham chiếu trong tiêu chuẩn.
c. Người thiết kế gặp khó khăn trong việc
xác định thông số tải trọng giao thông phản
ánh đúng theo điều kiện giao thông thực tế:
+ Yêu cầu điều tra tải trọng trục trong
tiêu chuẩn là công việc tốn phí thời gian và
tiền bạc. Đặc biệt trong điều kiện hiện nay,
khi hầu hết các tư vấn thiết kế chưa có các
thiết bị kiểm tra tải trọng trục tự động thì yêu
cầu này rất khó được đáp ứng trong thực tế.
Trong khi đó, việc xây dựng hệ số tải trọng
trục tương đương của các loại xe đối với các
loại đường có thể là giải pháp khả thi và kinh
tế hơn nhiều;
+ Rất nhiều dự án đường bộ hiện nay
được thiết kế chưa xét đến xe quá tải do lấy
tải trọng các trục theo thiết kế của loại xe,
trong khi hiện tượng xe quá tải là rất phổ biến
trên các tuyến đường, kể cả quốc lộ và đường
địa phương. Điều này dẫn đến kết cấu mặt
đường được thiết kế hư hỏng sớm do không
đủ khả năng chịu tải trọng giao thông thực tế.
d. Vấn đề về độ tin cậy trong thiết kế gây
ra những thắc mắc với các kỹ sư đã thực hiện
tiếp tải trọng lặp, mô đun đàn hồi của vật liệu
hạt theo mô hình thí nghiệm nén ba trục tải
trọng lặp hoặc theo mô hình nén hạn chế nở
hông tải trọng lặp Các thiết bị thí nghiệm
và tiêu chuẩn thí nghiệm cũng chưa có ở Việt Nam.
c. Hệ số tải trọng trục tương đương
khuyến cáo trong tiêu chuẩn không xét đến xe
quá tải, là hiện tượng phổ biến trong thực tế
dòng giao thông trên quốc lộ cũng như các
đường khác ở Việt Nam (xem bảng 1 dưới
đây).
Bảng 1: Hệ số tải trọng tương đương khuyến cáo
trong tiêu chuẩn 22TCN - 274 - 01
Loại xe
Hệ số tải
trọng tương
đương
(đường quốc
lộ)
Hệ số tải
trọng tương
đương (các
đường chính
khác)
Xe con
0.001 0.001
Ô tô buýt
các xe tải
0.70 0.42
IV. ĐỀ XUẤT CÁC NGHIÊN CỨU
NHẰM TIẾP TỤC PHÁT TRIỂN CÁC
TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ KẾT CẤU
MẶT ĐƯỜNG MỀM HIỆN HÀNH PHÙ
HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ
Nghiên cứu số 1: Xây dựng hệ số tải
trọng tương đương cho các nhóm/loại xe
dựa trên cơ sở điều kiện giao thông hiện tại
và ứng với các kịch bản kiểm soát tải xe
quá tải khác nhau
Mục đích nghiên cứu: Xác định các hệ số
tải trọng tương đương để tính đổi từ xe sang
trục tính toán theo các tiêu chuẩn thiết kế
đường hiện hành của Việt Nam (22TCN - 211
- 06 và 22TCN - 274 - 01), nhằm hỗ trợ cho
công tác thiết kế kết cấu mặt đường thực tế
hiện nay, giản tiện cho yêu cầu điều tra tải
trọng trục cho các dự án thiết kế mới, thiết kế
cải tạo nâng cấp hay bảo trì mặt đường trên
các tuyến đường bộ của Việt Nam
Nghiên cứu số 2: Phân vùng vật liệu
xây dựng đường ô tô và phát triển phương
pháp lựa chọn vật liệu xây dựng đường ô tô
cho một dự án đường bộ trên cơ sở phân
vùng vật liệu xây dựng và chương trình
nghiên cứu thực nghiệm xác định các chỉ
tiêu vật lý và cơ học của vật liệu, phục vụ
cho thiết kế và thi công - nghiệm thu mặt
trên cơ sở cấp đường thiết kế, tầm quan trọng
của dự án đường cũng là mục đích của
nghiên cứu.
Nghiên cứu số 4: Phương pháp tính
toán kết cấu mặt đường mềm theo trạng
thái giới hạn trượt có xét đến lực tác dụng
theo phương ngang của bánh xe lên mặt
đường
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng phương
pháp tính, lập các toán đồ tra ứng suất cắt
trượt trong các lớp mặt - móng đường có xét
đến thành phần lực ngang của tải trọng bánh
xe tác dụng lên kết cấu mặt đường do tăng
giảm tốc, hãm phanh và trên các đoạn đường
có độ dốc dọc lớn.
Nghiên cứu số 5: Phương pháp tính
toán kết cấu mặt đường mềm theo trạng
thái giới hạn kéo của lớp bê tông nhựa trên
mặt đường có vết nứt, mặt đường bê tông
xi măng cũ hay móng gia cố xi măng, từ đó
nghiên cứu phát triển phương pháp tính
toán thiết kế kết cấu mặt đường hỗn hợp
(mặt đường nửa cứng)
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng phương
pháp tính, lập các toán đồ tra ứng suất chịu
kéo của lớp bê tông nhựa tăng cường trên lớp
mặt cũ (bằng bê tông nhựa, bằng bê tông xi
măng có khe nối, bằng cấp phối đá dăm gia cố
xi măng) xem như đã nứt hoàn toàn với vết
nứt phát triển hết chiều sâu của mặt đường.
Cần phải có lộ trình và dự trù những khoản
kinh phí cần thiết cho các nghiên cứu này để
có được các thiết kế tốt, tiết kiệm mà vẫn đảm
bảo tuổi thọ của mặt đường.
Tài liệu tham khảo
[1]. Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm – 72.
[2]. Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm – 22TCN -
211 – 93.
[3]. Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm – 22TCN -
211 – 06.
[4]. BISAR 3.0 User Manual – Bitumen Bussiness
Group – May 1998.
[5]. Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường
bê tông nhựa – 22TCN 249-98.
[6]. Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm – 22TCN
274-01.
[7]. Đường ôtô yêu cầu thiết kế – 22TCN 4054-
2005.
[8] . Báo cáo khảo sát tải trọng trục - Chương trình
bảo trì mạng lưới – Tư vấn BCEOM 2006.
[9]. Trần Thị Kim Đăng – Nghiên cứu mô đun đàn
hồi của bê tông asphalt làm mặt đường ôtô xét đến
điều kiện chịu tải trọng thực tế – Luận án tiến sỹ
kỹ thuật – năm 2004.
[10]. TS. Trần Thị Kim Đăng - Phân tích - đánh giá
các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường mềm
hiện hành ở Việt Nam, đề xuất các giải pháp bổ
sung, chỉnh sửa và áp dụng khả thi cho các tiêu
chuẩn, phù hợp với điều kiện giao thông thực tế -