PHƯƠNG PHÁP LUẬN TIẾP CẬN DỰ BÁO MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP
CỦA MẶT ĐƯỜNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG ÁP DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
TÌNH TRẠNG XUỐNG CẤP MẶT ĐƯỜNG
CHO CÁC TUYẾN ĐƯỜNG CÓ XE BUÝT NỘI ĐÔ HÀ NỘI

TS. TRẦN THỊ KIM ĐĂNG
Trường Đại học Giao thông Vận tải
NCS. TRƯƠNG THÁI HOÀ
Sở Giao thông công chính Hà nội

Tóm tắt: Một bước quan trọng, quyết định tính đúng đắn, hợp lý của kế hoạch/ chiến lược
bảo dưỡng sửa chữa mặt đường là dự báo mức độ xuống cấp của mặt đường. Phương pháp
luận tiếp cận dự báo mức độ xuống cấp của mặt đường được trình bày trong bài báo thể hiện
cách tiếp cận từ ở mức độ đơn giản – theo định tính – dựa vào kinh nghiệm đến các mức độ rất
phức tạp, như được sử dụng trong các chương trình nghiên cứu rất quy mô về mặt đường.
Phương pháp luận tiếp cận này là một định hướng tốt cho các nghiên cứu về mặt đường nói
chung và đặc biệt đối với việc lập kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa đường bộ, một trong những
vấn đề then chốt đối với ngành đường bộ, để sử dụng hệ thống mạng lưới đường có sẵn một
cách hiệu quả.
Summary: Pavement deterioration forecast is a major stage of road maintenance
planning to determine its reasonableness and correctness. The methodology of pavement
deterioration forecast presented in the article states methodologies from the simplest as
qualitative based on experience to the most complicated used in large-scale pavement test
programs. The methodology gives right orientation to pavement research in general and to
pavement maintenance planning in particular, which is one of the crucial road works to
operate existing road networks effectively.
TCT2
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Dự báo mức độ xuống cấp của mặt đường là bước công việc quan trọng trong lập kế hoạch/
chiến lược bảo dưỡng mặt đường. Việc dự báo tình trạng mặt đường ở một thời điểm trong

- Nhóm phương pháp thứ hai: là nhóm phương pháp xác định theo lý thuyết hay theo một
phương trình tính toán thực nghiệm để dự báo tình trạng xuống cấp của mặt đường là giá trị
chính xác theo hàm số toán học của một thông số tình trạng của mặt đường quan sát hay đo đạc
xác định được. Nhóm phương pháp thứ hai này chính là nội dung của tính toán kết cấu mặt
đường với các phương pháp: cơ học thuần túy; phương pháp kinh nghiệm thể hiện bằng các
hàm số hồi qui và phương pháp cơ học – kinh nghiệm. Phương pháp cơ học dựa trên các thông
số cơ học như ứng suất, biến dạng hay độ võng được tính toán theo lý thuyết để thể hiện sự
xuống cấp của mặt đường, chính là sự phát triển của ứng suất, biến dạng hay độ võng đến một
thời điểm nhất định. Phương pháp kinh nghiệm, thực nghiệm mô phỏng xuống cấp của mặt
đường theo các thông số có thể quan sát hay đo đạc được, có liên quan đến các biến số như
cường độ nền đường, tải trọng giao thông, chiều dày của kết cấu mặt đường và đặc tính vật liệu
của các lớp Quan hệ giữa thông số trạng thái mặt đường và các biến số được thiết lập nhờ quá
trình phân tích hồi quy các số liệu thu thập trong thử nghiệm mặt đường và theo kinh nghiệm.
Phương pháp cơ học – thực nghiệm thiết lập các phương trình dự báo tình trạng mặt đường theo
các nguyên tắc cơ học liên quan đến các biến số tình trạng mặt đường. Phép phân tích hồi quy
được sử dụng ở phương pháp này để xác định các hằng số, các hệ số kinh nghiệm trong các
phương trình đã được thiết lập này.
CT 2
2.1. Nhóm phương pháp thứ nhất
Phương pháp đơn giản nhất trong nhóm phương pháp thứ nhất là sử dụng các kinh nghiệm
trong theo dõi, quản lý đường để hệ thống hóa mô hình xuống cấp của mặt đường. Hệ thống này
có thể đơn giản là một ma trận chuyển đổi được thiết lập trên cơ sở các giả thiết:
- Khả năng chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác chỉ phụ thuộc vào điều kiện
mặt đường hiện tại.
- Khả năng chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác chỉ phụ thuộc vào thời gian.
Ví dụ, người ta có thể thiết lập nên một ma trận chuyển đổi đơn giản để dự báo phát triển
vệt lún bánh xe theo thời gian (tính bằng năm) như trong bảng 1.
Có thể giải thích về ma trận chuyển đổi trạng thái mặt đường theo vệt lún bánh xe trên như
sau: chẳng hạn đoạn đường hiện tại có vệt lún bánh xe từ 10 mm – 14 mm, thì trong năm tiếp
theo, sẽ có xác suất 86% độ lún giữ ở giá trị cũ là 10 mm – 14 mm, xác suất phát triển vệt lún

-1
m/km)
0-3 3-7 > 7
0-40 1 4 7
41-90 2 5 8
> 90 3 6 9
Bảng 3. Ma trận chuyển đổi trạng thái tình trạng mặt đường
với thời gian nhất định trong tương lai
Xác xuất đạt đến trạng thái tình trạng mặt đường trong tương lai (%)
Tình trạng ban đầu
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 90 4 2 3 1 0 0 0 0
2 1 90 3 0 5 1 0 0 0
3 0 1 92 0 1 3 0 1 2
4 0 0 0 92 5 2 0 1 0
5 0 0 0 1 94 3 1 1 0
7 0 0 0 0 1 94 0 1 4
8 0 0 0 0 0 0 1 96 3
9 0 0 0 0 0 1 0 1 98 Phương pháp này đòi hỏi hệ thống dữ liệu và/hoặc kinh nghiệm phong phú. Chúng rất đơn
giản, dễ hiểu và dễ sử dụng. Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng lại rất hạn hẹp, vì thực tế các điều
kiện khai thác của các tuyến đường (điều kiện giao thông, yếu tố khí hậu tự nhiên, các chế độ
bảo dưỡng sửa chữa áp dụng), cũng như kết cấu và tình trạng kết cấu… rất khác nhau, mà mỗi
ma trận chuyển đổi trạng thái điều kiện của mặt đường thiết lập được thực tế phụ thuộc vào tổ
hợp của tất cả các điều kiện này.
2.2. Nhóm phương thứ hai
2.2.1. Dự báo xuống cấp mặt đường trong các phương pháp tính toán mặt đường theo lý thuyết
Rà soát lại các phương pháp thiết kế mặt đường theo cơ học hiện có, có thể thấy rằng

biến dạng của mặt đường dưới tác dụng của ngoại lực là tải trọng giao thông và điều kiện thời
tiết. Nhưng nếu có thể phân ra thành các mô hình dự báo khác nhau cho mỗi trạng thái giới hạn
và sử dụng các giá trị ứng suất và biến dạng cực hại như là biến số độc lập trong mô hình dự
báo xuống cấp của mặt đường theo phương pháp hồi quy thì sẽ có thể thiết lập một phương
pháp tiếp cận dự báo hư hỏng mặt đường có tính logic và có khả năng xác định, có phạm vi ứng
dụng rộng rãi hơn so với nhóm phương pháp thứ nhất. Đây chính là tư tưởng chủ đạo của
phương pháp thiết kế mặt đường theo cơ học – thực nghiệm.
2.2.2. Dự báo xuống cấp mặt đường bằng các phương trình hồi qui từ thực nghiệm
Hồi quy là một phương pháp luận tiếp cận có tính logic và hiệu quả đối với dự báo xuống
cấp của mặt đường, đặc biệt là khi có thể thu thập được hệ thống cơ sở dữ liệu đầy đủ và tin cậy. Hồi quy là một quá trình để lập tương quan giữa một biến số phụ thuộc của trạng thái điều kiện
mặt đường quan sát hoặc đo đạc được và một hay nhiều biến số độc lập như lưu lượng và tải
trọng giao thông, chiều dày các lớp kết cấu mặt đường, đặc tính vật liệu kết cấu, cường độ đất
nền, các yếu tố môi trường …
Các dạng mô hình cơ bản cho quá trình hồi qui bao gồm:
- Mô hình hồi qui đơn giản (hồi qui tuyến tính đơn biến): y = a + bx
1
(1)

- Mô hình phức tạp bao gồm hồi qui tuyến tính đa biến: y = a + bx
1
+ cx
2
+ dx
3
+ (2)
- Và hồi qui phi tuyến: y = a + bx
1

RCI
B
– 0.162logB
c
(AGE +1) + 0.185AGE
2
– 0.084AGE log
c
RCI
B
– 0.093 Δ AGE (4) B
Với: RCI - hệ số êm thuận mặt đường (phạm vi giá trị từ 0 đến 10); AGE - tuổi thọ của mặt
đường tính theo năm; RCI
B
- RCI ban đầu; ΔAGE - 4 năm đối với phương trình trên, (nhưng có
thể sử dụng với giá trị bất kỳ - ngoại suy).
B
Hoặc là phương trình hồi qui được thiết lập đối với sự phát triển của vệt lún bánh xe dưới
đây được tổng hợp trong chương trình theo dõi đặc trưng dài hạn mặt đường trong hai năm đầu
tiên của chương trình 5 năm theo dõi dài hạn các đặc trưng của mặt đường (chương trình
LTPP):
log (vệt lún) = K
1
+ K
2
.log(∑ESALs) + K
3
.log(E
SURF
).log(∑ESALs) (5)

– 0.714) + 0.714 (6)
Với: ΔR
d
- mức tăng dự tính của độ ghồ ghề do mặt đường xuống cấp trong năm (IRI –
m/km); R
a
- độ ghồ ghề tại thời điểm bắt đầu của năm (IRI – m/km); K
gp
- hệ số xuống cấp xác
định bởi người sử dụng do phát triển độ ghồ ghề (mặc định = 1); K
ge
- hệ số xuống cấp xác định
bởi người sử dụng do việc tăng độ ghồ ghề theo năm liên quan đến môi trường (mặc định = 1);
F - ảnh hưởng của sự biến dạng của kết cấu và của điều kiện bề mặt đường.
2.2.3. Hiệu chỉnh các mối quan hệ mô phỏng xuống cấp của mặt đường được xác lập theo
cơ học hoặc thực nghiệm
Trong mọi trường hợp khi xây dựng mô hình mô phỏng xuống cấp của mặt đường, các
phương trình mô phỏng cần được xây dựng để thể hiện các điều kiện thực tế vùng và trình trạng
cụ thể của mặt đường. Nguyên tắc của việc điều chỉnh là chuyển đổi các phương trình đã thiết
lập theo cách như sau:
Ví dụ ta đã thiết lập phương trình mô phỏng xuống cấp của mặt đường thông qua sự thay
đổi của một thông số đặc trưng mặt đường (y = f(x)):
CT 2
y = a + bf(x) (7)
Với: f(x) - quan hệ dự đoán ban đầu; a - hệ số hiệu chỉnh để di chuyển đường cong quan
hệ; b - hệ số hiệu chỉnh để xoay đường cong quan hệ.
Việc hiệu chỉnh này trên cơ sở di chuyển hoặc xoay đường cong quan hệ xác lập được để
phù hợp nhất với cơ sở dữ liệu thu thập được theo thực nghiệm. Kinh nghiệm cho thấy, với bất
kể khả năng thay đổi nào của các số liệu tình trạng mặt đường, bằng việc lựa chọn dạng đường
cong hợp lý, và áp dụng quá trình hiệu chỉnh, đều có thể đạt được dự báo tốt cho tình trạng mặt

- Lựa chọn chỉ tiêu cường độ mặt đường theo tiêu chí thông dụng – khả thi, dự kiến là độ
võng đàn hồi tĩnh (sử dụng cần Benkenman) và độ võng động (dùng thiết bị FWD).
- Lựa chọn chỉ tiêu đặc trưng mặt đường theo kết quả theo dõi sơ bộ về dạng hư hỏng mặt
đường chủ yếu của các tuyến theo dõi
TCT2
3. Lập chương trình theo dõi dài hạn 2 năm, theo dõi xuống cấp mặt đường thông qua
các chỉ tiêu đã lựa chọn.
Dự kiến tiến hành để thiết lập cơ sở dữ liệu cần thiết cho dự báo xuống cấp mặt đường theo
phương pháp tiếp cận thực nghiệm + xử lý hồi qui số liệu thực nghiệm + hiệu chỉnh trên cơ sở
kinh nghiệm. Kết quả nghiên cứu dự kiến không chỉ là cơ sở tin cậy cho lập kể hoạch bảo
dưỡng mặt đường đô thị, mà còn có thể sử dụng cho định hướng phát triển tiêu chuẩn thiết kế
mặt đường đô thị với đặc thù riêng biệt về lưu lượng và tải trọng giao thông chủ yếu phục vụ
vận tải hành khách. Tài liệu tham khảo
[1]. Road Deterioration and Maintenance Eeffects - Models for Planning and Management - William
D.O.Paterson - World Bank Publication.
[2]. Vehicle Operating Costs - Models for Road Planning and Management - Thawat Watanatada, Ashok
M.Dhareshwar, Paulo Roberto S.Rezende Lima incollaboration with Pattrick M.O’Keefe, Per
E.Fossberg - World Bank Publication.
[3]. The Highway Design and Maintenance Standards Model - Volume 2. User’s Manual - World Bank
Publication.
[4]. Road Maintenance Management - Concepts and Systems - Richard Robinson, Uno Danielson, Martin
Snaith.
[5]. Tiêu chuẩn ngành GTVT, 22 TCN 201-06 - Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường mềm, 2006♦