(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, đánh giá mức độ hư hỏng của tấm bê tông xi măng dưới điều kiện khác nhau của tải trọng tác dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN MINH THIỆN

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HƯ HỎNG
CỦA TẤM BÊ TÔNG XI MĂNG DƯỚI ĐIỀU KIỆN
KHÁC NHAU CỦA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP – 60580208

SKC005903

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN MINH THIỆN

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HƢ HỎNG
CỦA TẤM BÊ TÔNG XI MĂNG DƢỚI ĐIỀU KIỆN
KHÁC NHAU CỦA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP – 1680861
Hƣớng dẫn khoa học:

TS. TRẦN VŨ TỰ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5/2018


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Nguyễn Minh Thiện

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 20/11/1983

Nơi sinh: Hậu Giang

Quê quán: Hậu Giang

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: số 15A, Phạm Thế Hiển, phường Bình Khánh,
thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang.
Điện thoại cơ quan: 02963. 958. 604

Điện thoại nhà riêng: 02963958604

Fax:

Email:

AI. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:

1. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo: 09/2001 đến 07/2005

Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Dân lập Cửu Long, tỉnh Vĩnh Long
Ngành học: Kỹ thuật cơng trình.
Tên đồ án, luận án hoặc mơn thi tốt nghiệp: Chung cư Cồn Phó Quế thành phố
Long Xuyên.
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 15/7/2005 – Đại học Dân
lập Cửu Long.
Người hướng dẫn: MSc. Nguyễn Văn Liêm.
2. Thạc sĩ:

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2016 đến 09/2018.
Nơi học (trường, thành phố): Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ
Chí Minh.
Ngành học: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp.
Tên luận văn: Nghiên cứu, đánh gia mức độ hư hỏng của tấm bê tông xi măng
dưới điều kiện khác nhau của tải trọng tác dụng.
Ngày & nơi bảo vệ luận văn: ngày bảo vệ 06/5/2018 tại Trường đại học An
Giang.

i


Người hướng dẫn: TS. Trần Vũ Tự.
3. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, trình độ: B2.
BI. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI

HỌC:
Thời gian

08/2005 - 03/2

04/2009 - đến

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tp, Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 5 năm 2018

Nguyễn Minh Thiện

ii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cám ơn chân thành đến thầy TS. Trần Vũ
Tự. Thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt q trình thực hiện
và hồn thành luận văn.
Tác giả tỏ lịng biết ơn đến anh em ở Cơng ty TNHH Tư vấn Thiết kế và Xây
dựng DBE đã tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả thu thập tài liệu, số liệu, cung cấp
những thông tin cần thiết liên quan đến quá trình nghiên cứu, thực hiện luận án,
giúp tác giả khảo sát, tiếp cận cơng trình mà tác giả đang nghiên cứu.

Để hoàn thành được luận văn của mình tác giả nhận được sự động viên, ủng
hộ, chia sẻ kịp thời từ gia đình trong những lúc khó khăn nhất, tác giả xin bày tỏ
lòng biết ơn và chia sẻ những thành cơng có được của bản thân đến gia đình.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã giúp
đỡ, động viên, ủng hộ, chia sẻ trong q trình tác giả hồn thành luận văn của mình.

iii


TÓM TẮT
Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp PCI (Pavement Condition Index) để đánh
giá mức độ hư hỏng của mặt đường Bê tông xi măng dưới điều kiện khác nhau của
dịng giao thơng. Bằng cách thu thập số liệu thực tế và so sánh đánh giá mức độ hư
hỏng bằng phương pháp PCI cho hai tuyến đường Bê tông xi măng thuộc tỉnh An
Giang với tổng chiều dài 12km, nghiên cứu đã đánh giá tình hình hư hỏng của mặt
đường Bê tông Xi măng trên địa bàn thị xã cũng như dự báo tình trạng hư hỏng mặt
đường trong tương lai. Từ đó, nghiên cứu đã đề xuất chu kỳ sửa chữa mặt đường
thực tế, trên cơ sở tham chiếu với thông tư 10/2010/TT – BGTVT ngày 19 tháng 04
năm 2010 quy định về quản lý và bảo trì đường bộ để có sự so sánh và đề xuất sửa
chữa hợp lý cho mặt đường trong khu vực nghiên cứu.

iv


ABSTRACT
RESEARCH TOPIC:

RESEARCH, ASSESS THE DETERIORATION OF
CONCRETE PAVEMENT UNDER DIFFERENT
TRAFIC CONDITIONS

This study uses the Pavement Condition Index (PCI) method to assess the
deterioration of concrete pavement under different traffic conditions. By collecting
real-world data as well as comparing the damage rate using the PCI method for the
two pavement concrete roads in An Giang province, the research study assesses the
deterioration of concrete pavement and prediction of future pavement damage as
well. Since then, the study proposes the pavement repair cycle for these roads under
the consideration of Circular No. 10/2010 date on April 19, 2010 of the Ministry on
regulations about road maintenance and management to suggest suitable policies for
maintenance.

iv


MỤC LỤC
Trang tựa

TRANG

Quyết định giao đề tài
Lý lịch khoa học..................................................................................................................................... i
Lời cam đoan.......................................................................................................................................... ii
Lời cảm ơn............................................................................................................................................. iii
Tóm tắt..................................................................................................................................................... iv
Mục lục..................................................................................................................................................... v
Danh sách các chữ viết tắt................................................................................................................ vi
Danh sách các hình............................................................................................................................ vii
Danh sách các bảng.......................................................................................................................... viii
Chƣơng 1................................................................................................................. 1
TỔNG QUAN.......................................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu về tấm bê tơng xi măng...................................................................... 1

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước........................................................................ 8
1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước...................................................................... 11
1.4 Tình hình sử dụng Tấm bê tơng xi măng tại tỉnh An Giang...............................13
1.5 Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................... 15
1.6 Phạm vi nghiên cứu........................................................................................... 15
1.7 Tính mới của đề tài............................................................................................ 16
Chƣơng 2............................................................................................................... 17
CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................................ 17
2.1 Lý thuyết thống kê............................................................................................. 17
2.1.1 Số tương đối kết cấu............................................................................... 17
2.1.2 Số bình quân........................................................................................... 17
2.1.3 Phương sai.............................................................................................. 18
2.1.4 Độ lệch chuẩn......................................................................................... 18
2.2 Chỉ số PCI cho Tấm bê tông xi măng................................................................ 19

v


2.2.1Khấu trừ chỉ số điề

2.2.2Chỉ số điều kiện m

2.2.3Xây dựng mơ hình

2.2.4Quy trình xây dựn
2.3

Lý thuyết hồi quy và tương quan. ...........................................................

2.3.1Hồi quy và tương q

2.3.2Xác định mơ hình
2.3.3Phân tích hồi quy.

2.3.4Mục tiêu của hồi q
2.4

Phần mềm thống kê SPSS. ....................................................................

CHƢƠNG 3..............................................................................................................
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................
3.1

Quy trình nghiên cứu chung. ..................................................................

3.2

Phương pháp phân tích thu thập số liệu. .................................................

3.2.1Phương pháp phân

3.2.2Quy trình thu thập

3.2.3Khu vực nghiên cứ
3.3

Phương pháp phân loại hư hỏng. ............................................................

3.3.1Phân loại hư hỏng

3.3.2Mức độ hư hỏng tấ

3.4

Thiết kế bảng khảo sát. ...........................................................................

3.5

Tính tốn PCI ..........................................................................................

3.5.1Tính tốn PCI. .....

3.5.2Sơ đồ tính tốn PC

3.5.3Đánh giá PCI. ......
CHƢƠNG 4..............................................................................................................
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .....................................................................................

v


4.1 Kết quả phân tích số liệu................................................................................... 53
4.2 Xây dựng mơ hình PCI...................................................................................... 60
4.3. Dự báo tình hình hư hỏng................................................................................. 62
CHƢƠNG 5.......................................................................................................... 71
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ.................................................................................. 71
5.1 Kết luận............................................................................................................. 71
5.2 Kiến nghị........................................................................................................... 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................ 73

v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
FWD

- Máy đo động FWD.

AI

- Dự báo hiệu suất mặt đường.

HDM-4

- Phát triển và quản lý đường cao tốc.

PCI

- Phương pháp đánh giá mức độ hư hỏng tấm bê tông.

SPSS

- Phần mềm thống kê.

TDV

- Tổng giá trị khấu trừ.

CDV

- Giá trị khấu trừ cho đơn vị mẫu.

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Thi cơng tấm bê tơng xi măng................................................................................. 2
Hình 1.2 Thi cơng tấm bê tơng xi măng khơng cốt thép, phân tấm.............................3
Hình 1.3 Lưới thép làm tấm bê tơng xi măng....................................................................... 4
Hình 1.4 Tấm bê tơng xi măng cốt thép liên tục.................................................................. 5
Hình 1.5 Thi cơng tấm bê tơng xi măng lu lèn..................................................................... 5
Hình 1.6 Tấm bê tơng xi măng ứng suất trước..................................................................... 6
Hình 1.7 Tấm bê tơng xi măng lắp ghép................................................................................. 6
Hình 1.8 Thi cơng tấm bê tơng cốt thép.................................................................................. 7
Hình 1.9 Thi cơng đổ bê tơng tấm bê tơng xi măng........................................................... 8
Hình 1.10 Đường nơng thơn xã Vĩnh Thành, An Giang................................................ 16
Hình 2.1 Sơ đồ khảo sát chỉ số PCI........................................................................................ 21
Hình 2.2 Mơ hình đường hồi quy tuyến tính...................................................................... 24
Hình 2.3 Quan hệ giữa biến độc lập và biến phụ thuộc.................................................. 25
Hình 2.4 Hệ số xác định trong một số trường hợp........................................................... 27
Hình 2.5 Hệ số xác định trong một số trường hợp đặc biệt.......................................... 28
Hình 3.1 Quy trình nghiên cứu chung................................................................................... 30
Hình 3.2 Khảo sát thu thập số liệu thực tế........................................................................... 31
Hình 3.3 Quy trình thu thập số liệu........................................................................................ 32
Hình 3.4 Vi trí thu thập số liệu đường Vĩnh Thành.......................................................... 33
Hình 3.5 Vị trí thu thập số liệu đường Long Điền B....................................................... 33
Hình 3.6 Đo đạt số liệu hư hỏng.............................................................................................. 34
Hình 3.7 Hình ảnh tấm bê tơng nứt gãy................................................................................ 35
Hình 3.8 Trường hợp tấm bê tơng xi măng hư hỏng mặt............................................... 40
Hình 3.9 Trường hợp tấm bê tơng xi măng lún xuống.................................................... 41
Hình 3.10 Trường hợp tấm bê tông xi măng nứt cạnh.................................................... 41
Hình 3.11 Trường hợp tấm bê tơng xi măng nứt rộng lớn............................................. 42

Hình 3.12 Trường hợp tấm bê tơng xi măng nứt đứt gãy.............................................. 42
Hình 3.13 Trường hợp tấm bê tơng xi măng phồng lên.................................................. 43
Hình 3.14 Trường hợp tấm bê tông xi măng nứt ngang................................................. 43
vii


Hình 3.15 Trường hợp tấm bê tơng xi măng mất cát bề mặt........................................ 44
Hình 3.16 Trường hợp tấm bê tơng xi măng nứt đứt quảng......................................... 44
Hình 3.17 Trường hợp tấm bê tơng xi măng vá mặt........................................................ 45
Hình 3.18 Trường hợp tấm bê tơng xi măng do vết bánh xe........................................ 45
Hình 3.19 Xác định hư hỏng của tấm bê tông xi măng.................................................. 48
Hình 3.20 Xác định kích thước hình học đơn vị mẫu..................................................... 48
Hình 3.21 Khảo sát kích thước, diện tích hư hỏng........................................................... 49
Hình 3.22 Xác định điểm khấu trừ......................................................................................... 49
Hình 3.23 Xác định điểm khấu trừ cho đơn vị mẫu......................................................... 50
Hình 3.24 Xác định tổng điểm khấu trừ cho đơn vị mẫu............................................... 50
Hình 3.25 Sơ đồ tính tốn giá trị PCI.................................................................................... 51
Hình 3.26 Đánh giá PCI.............................................................................................................. 52
Hình 3.27 Đường nơng thơn xã Long Điền B................................................................... 52
Hình 4.1 Mức độ hư hỏng đường Vĩnh Thành................................................................... 54
Hình 4.2 Mức độ hư hỏng đường Long Điền B................................................................ 57
Hình 4.3 So sánh hư hỏng đường Vĩnh Thành và Long Đền B................................... 59
Hình 4.4 Mơ hình tính tốn PCI.............................................................................................. 60
Hình 4.5 Xây dựng mơ hình PCI............................................................................................. 61
Hình 4.6 Tính PCI năm 2014 đường Vĩnh Thành............................................................. 62
Hình 4.7 PCI đường Vĩnh Thành năm 2010 - 2017......................................................... 62
Hình 4.8 Tính PCI năm 2014 đường Long Điền B.......................................................... 63
Hình 4.9 PCI đường Long Điền B năm 2010 - 2017....................................................... 64
Hình 4.10 Dự báo PCI đường Vĩnh Thành trong tương lai........................................... 65
Hình 4.11 Dự báo PCI đường Long Điền B trong tương lai......................................... 67

Hình 4.12 Mối quan hệ giữa tải trọng và hư hỏng............................................................ 69
Hình 4.13 Đề xuất thời gian sửa chữa đường Vĩnh Thành............................................ 70
Hình 4.14 Đề xuất thời gian sửa chữa đường Long Điền B.......................................... 69

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thống kê kết cấu mặt đường tỉnh An Giang.................................................... 14
Bảng 2.1 Bảng xếp hạng PCI.................................................................................................... 19
Bảng 3.1 Thông số thiết kế đường Vĩnh Thành, Long Điền B.................................... 34
Bảng 3.2 Phân loại hư hỏng tấm bê tông xi măng............................................................ 36
Bảng 3.3 Mức độ hư hỏng của tấm bê tông xi măng....................................................... 39
Bảng 3.4 Bảng khảo sát mức độ hư hỏng............................................................................ 46
Bảng 3.5 Bảng khảo sát mức độ hư hỏng trên tuyến....................................................... 47
Bảng 3.6 Bảng tổng hợp mức độ hư hỏng........................................................................... 47
Bảng 4.1 Số liệu khảo sát hư hỏng đường Vĩnh Thành.................................................. 53
Bảng 4.2 Số liệu khảo sát hư hỏng đường Long Điền B................................................ 56
Bảng 4.3 Dự báo PCI tương lai đường Vĩnh Thành........................................................ 63
Bảng 4.4 Dự báo PCI tương lai đường Long Điền B...................................................... 64
Bảng 4.5 Chi phí, lưu lượng, CPI đường Vĩnh Thành qua các năm.......................... 65
Bảng 4.6 Chi phí, lưu lượng, CPI đường Long Điền B qua các năm........................ 66
Bảng 4.7 Lưu lượng xe qua các năm của 02 tuyến đường............................................ 68
Bảng 4.8 Bảng hệ số quy đổi.................................................................................................... 68
Bảng 4.9 Tải trọng 02 tuyến đường qua các năm............................................................. 68

viii


Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về tấm bê tông xi măng.
Trong những năm gần đây, cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nước việc xây dựng kết cấu hạ tầng nhằm phục vụ phát triển kinh tế xã hội ở
Việt Nam đã đạt được những bước tiến đáng kể. Cùng với các tiến bộ mới về công
nghệ bê tông của các nước trên thế giới và trong khu vực, Việt Nam đã làm chủ
nhiều công nghệ thi công bê tông tiên tiến trong xây dựng. Với sự ra đời của các thế
hệ phụ gia hóa học và phụ gia khống mới, tính năng của bê tơng ngày càng được
nâng cao và cải thiện. Cùng với tiến bộ của ngành chế tạo cơ khí, tự động hóa, cơng
nghệ thi công bê tông tại Việt Nam đã đạt được các giới hạn mới về tính năng của
bê tơng và năng suất thi công.
Tấm bê tông xi măng xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, bắt đầu ở Anh vào những
năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga…Trong suốt hơn 100 năm
qua, mặt đường Bê tông xi măng 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…
Tấm bê tông xi măng mặt đường cứng cùng với mặt đường mềm là 2 loại
hình mặt đường chính được sử dụng cho giao thơng đường bộ và sân bay, đóng vai
trị quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các khu vực,
lãnh thổ và xun quốc gia.
Tấm bê tơng xi măng 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. Tấm bê tông xi măng cũng thường được sử
dụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe.
Ngày nay, tấm bê tông xi măng vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý
rất quan tâm. Hệ thống Tiêu chuẩn ngày càng hồn thiện và cơng nghệ xây dựng
ngày càng phát triển đồng bộ và hiện đại. Hàng năm, những hội nghị tổng kết phổ
1

biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình tấm bê tơng xi
măng của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường
tấm bê tông xi măng ngày càng được mở rộng.

Hình 1.1 Thi cơng tấm bê tơng xi măng.
(Ảnh tác giả chụp thi công tấm xi măng đường Kiến Thành, An Giang).
Về phân loại tấm bê tông xi măng. Trong hơn 100 năm phát triển, tấm bê
tông xi măng được phân ra một số loại như sau:
-

Tấm bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm, đổ tại chỗ.

-

Tấm bê tông xi măng cốt thép.

-

Tấm bê tông xi măng lưới thép.

-

Tấm bê tông xi măng cốt thép liên tục; cốt phân tán.

-

Tấm bê tông xi măng lu lèn.

-

Tấm bê tông xi măng ứng suất trước.

-

Tấm bê tông xi măng lắp ghép.

Tương ứng với mỗi loại tấm bê tông xi măng có những đặc điểm và phạm vi
áp dụng nhất định:
2


Tấm bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm ra đời sớm nhất và vẫn đang
được áp dụng phổ biến ở nhiều nơi. Chiều dày của tấm từ 15 – 40cm, kích thước
tấm thay đổi tuỳ theo từng dự án có thể từ 3 - 7m, thơng thường khoảng 5m. Tấm bê
tông xi măng không cốt thép sử dụng cho hầu hết đường ô tô các cấp, các bãi đỗ,
bến cảng và sân bay. Móng của mặt đường tấm bê tông xi măng phân tấm thông
thường là đất, cát gia cố, vôi, xi măng, đá gia cố xi măng, đôi khi là đá gia cố nhựa
đường, bê tông nhựa hoặc chính là bê tơng xi măng. Rất ít khi sử dụng móng là cát
hoặc đá dăm.

Hình 1.2 Thi cơng tấm bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm.
(Nguồn: Sưu tầm Internet).
Tấm bê tông xi măng cốt thép thường được sử dụng đối với những tuyến
đường có tải trọng lớn như sân bay, đường chuyên dụng, đường có lưu lượng xe lớn
và các cơng trình đặc biệt có u cầu tuổi thọ cao. Về cơ bản, kích thước Tấm bê
tông xi măng cốt thép tương tự như tấm bê tông xi măng phân tấm thông thường
nhưng được tăng cường thêm 2 lớp cốt thép chịu lực.
Tấm bê tông xi măng lưới thép được sản xuất chủ yếu nhằm khắc phục và
hạn chế các vết nứt do co ngót của bê tơng và nứt do nhiệt. Trên cơ sở tính tốn thiết
kế tấm bê tơng xi măng thơng thường, lưới thép được bổ sung và bố trí cách bề mặt

mặt đường từ 6 - 10 cm nhằm hạn chế các vết nứt trong q trình bê tơng hình
3


thành cường độ và trong khai thác. Tấm bê tông xi măng lưới thép xuất hiện chậm
hơn tấm bê tông xi măng thông thường và phạm vi áp dụng của nó tương tự như
phạm vi áp dụng của tấm bê tơng xi măng thơng thường.

Hình 1.3 Lưới thép làm tấm bê tông xi măng.
(Nguồn: Sưu tầm Internet).
Tấm bê tông xi măng cốt thép liên tục ra đời nhằm khắc phục những nhược
điểm cố hữu của tấm bê tông xi măng phân tấm thông thường là giảm thiểu các mối
nối ngang mặt đường khe co, giãn. Hàm lượng lưới thép thiết kế khoảng 0,54%, bao
gồm cốt thép dọc, cốt thép ngang được bố trí liên tục suốt chiều dài tấm. Mục đích
của việc bố trí cốt thép này khơng phải là ngăn ngừa vết nứt do tải trọng và ứng suất
nhiệt, mà chỉ nhằm hạn chế việc mở rộng khe nứt. Theo yêu cầu, khoảng cách khe
nứt nằm trong khoảng 1,05m - 2,4m, độ mở rộng khe nứt không được quá 1,0 mm
nhằm hạn chế nước thấm qua khe nứt phá huỷ cốt thép và bảo đảm tấm khai thác
được bình thường. Phạm vi áp dụng của tấm bê tông xi măng cốt thép liên tục là
khắc phục nhược điểm không êm thuận chạy xe do các khe của tấm bê tông xi măng
phân tấm, áp dụng chủ yếu đối với các tuyến đường có lưu lượng xe lớn, đường cao
tốc, đường băng sân bay và kinh phí đầu tư ban đầu lớn hơn.
4


Hình 1.4 Tấm bê tơng xi măng cốt thép liên tục.
(Ảnh tác giả chụp thi công tấm xi măng đường Long Giang, An Giang).
Tấm bê tông xi măng lu lèn là loại tấm được sử dụng bê tông khô, thi cơng
liên tục khơng có mối nối và bằng thiết bị lu thông thường. Do tấm bê tông xi măng
lu lèn được đổ dài liên tục nên trên đó phải làm thêm lớp đá dăm láng nhựa lớp láng

nhựa nhằm khắc phục các vết nứt do co ngót và do nhiệt độ, hoạt tải gây ra. Chiều
dày của tấm bê tông xi măng lu lèn dao động trong khoảng 20 cm, móng của nó có
thể là các vật liệu gia cố hoặc đá dăm. Tấm bê tông xi măng lu lèn được áp dụng có
hiệu quả cho các tuyến đường có lưu lượng xe khơng cao và làm lớp móng cho mặt
đường bê tông xi măng hoặc mặt đường bê tông nhựa.

Hình 1.5 Thi cơng tấm bê tơng xi măng lu lèn.
(Ảnh tác giả chụp thi công tấm xi măng đường Long Kiến, An Giang).

5


Tấm bê tông xi măng ứng suất trước được sản xuất nhằm khắc phục các vết
nứt của mặt đường bê tông xi măng thông thường đồng thời tăng cường khả năng
chịu lực của kết cấu dạng tấm. Có loại tấm bê tông xi măng ứng suất trước sử dụng
các sợi thép căng trước và tấm bê tông xi măng cốt thép ứng suất trước căng sau.
Tấm bê tông xi măng cốt thép dự ứng lực có phạm vi áp dụng hạn chế vì cơng nghệ
thi cơng phức tạp.

Hình 1.6 Tấm bê tông xi măng ứng suất trước.
(Nguồn: Sưu tầm Internet).
Tấm bê tông xi măng lắp ghép là loại tấm bê tơng xi măng có hoặc khơng có
cốt thép được chế tạo sẵn tại xưởng và vận chuyển đến công trường lắp ghép thành
mặt đường. Các tấm bê tông xi măng đúc sẵn có thể đặt trực tiếp trên nền đất, nền
cát hoặc móng đá dăm..

Hình 1.7 Tấm bê tơng xi măng lắp ghép
(Nguồn: Sưu tầm Internet).
6

Ưu điểm của tấm bê tông xi măng. Tuổi thọ của tấm bê tông xi măng tương
đối cao. Tuỳ theo cấp hạng đường và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưng nói
chung tuổi thọ của Tấm bê tơng xi măng được lấy vào khoảng 20 - 50 năm, Trung
Quốc lấy 45 năm. Tuổi thọ thực tế của tấm bê tông xi măng nhiều khi lớn hơn dự
kiến khi thiết kế. Theo thống kê, có những tấm bê tơng xi măng sau khi xây dựng
sau 50 năm mới phải tăng cường và thậm chí có đoạn tồn tại sau 78 năm sử dụng.
Cường độ tấm bê tông xi măng 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 ẩm và nhiệt,
cường độ không những khơng bị giảm mà có giai đoạn cịn tăng theo thời gian. Có
khả năng chống bào mịn, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường cao, an toàn cho xe
chạy, tấm bê tơng xi măng có mầu sáng nên thuận lợi cho việc chạy xe ban đêm. Chi
phí duy tu, bảo dưỡng thấp. Do thời gian phục vụ tương đối dài, chi phí duy tu bảo
dưỡng thấp, nên tổng giá thành xây dựng và khai thác của tấm bê tơng xi măng bê
tơng xi măng có cao nhưng khơng cao hơn nhiều so với bê tơng nhựa.

Hình 1.8 Thi công tấm bê tông cốt thép.
(Nguồn: Sưu tầm Internet).
Nhược điểm của tấm bê tông xi măng. Tấm bê tông xi măng thông thường
tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạp thêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng,
vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng đến chất lượng vận hành, khai thác, xe chạy không
7


êm thuận. Khe nối lại là chỗ yếu nhất của tấm bê tông xi măng, khiến cho chúng dễ
bị phá hoại ở cạnh và góc tấm.
Sau khi xây dựng xong, phải bảo dưỡng một thời gian mới cho phép thông
xe, do vậy ít thích hợp đối với trường hợp nâng cấp mặt đường cũ, cẩn đảm bảo
giao thơng. Móng đường tấm bê tơng xi măng u cầu có độ bằng phẳng cao, chất
lượng đồng đều và liên tục. Không xây dựng tấm bê tơng xi măng trên nền đường

cịn tiếp tục lún như đi qua vùng đất yếu.
Xây dựng tấm bê tông xi măng chất lượng cao cho các tuyến đường cấp cao
và đường cao tốc địi hỏi phải có thiết bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trình
cơng nghệ thi cơng chặt chẽ. Việc trộn bê tơng xi măng và bảo dưỡng mặt đường
đòi hỏi nhiều nước. Khi tấm bê tơng xi măng bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, trong
q trình sửa chữ rất ảnh hưởng đến việc đảm bảo giao thông. Nâng cấp cải tạo tấm
bê tơng xi măng địi hịi chi phí cao, hoặc phải cào bóc để tăng cường mới bằng bê
tơng xi măng hoặc bê tông nhựa hoặc phải tăng cường lớp bê tông nhựa khá dày để
tránh nứt phản ánh. Chi phí xây dựng ban đầu đối với tấm bê tông xi măng cao hơn
so với bê tông nhựa và các loại khác.

Hình 1.9 Thi cơng đổ bê tơng tấm bê tông xi măng.
(Ảnh tác giả chụp thi công tấm xi măng đường Kiến An, An Giang).
8


1.2 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc.
Ở Việt Nam cho đến thời điểm này có cơng trình nghiên cứu nào của các tác
giả trong nước bàn luận một cách tập trung và có hệ thống về mặt đường bê tơng xi
măng ở Việt Nam, cụ thể như:
Trên báo Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam đề cập vấn đề
“Nghiên cứu ứng dụng mặt đường bê tông xi măng ở Việt Nam trong điều kiện hiện
nay” [1] bài báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về mặt đường bê tông xi
măng do Viện Khoa học và Công nghệ giao thông vận tải đã được giao thực hiện
trong khuôn khổ các đề tài nghiên cứu cấp Bộ và tổng hợp một số ý kết quả thí
nghiệm, kiểm tra đánh giá chất lượng mặt đường bê tông xi măng đã xây dựng ở
nước ta trong thời gian qua. Bài báo này cũng đã cập nhật một số thông tin về xu thế
phát triển mặt đường bê tông trên thế giới, nêu lên những đặc điểm về vật liệu, về
kết cấu, về công nghệ thi công và sửa chữa nâng cấp mặt đường bê tông xi măng,
đánh giá thực trạng về thiết kế, thi công, nghiệm thu và khai thác mặt đường bê tông

xi măng ở nước ta, phân tích khả năng áp dụng mặt đường bê tơng xi măng trong

giai đoạn hiện nay, đề xuất phạm vi áp dụng đồng thời nêu lên những vấn đề cần
phải tiếp tục hoàn thiện từ các khâu thiết kế, chỉ dẫn kỹ thuật thi công, thiết bị công
nghệ và kiểm sốt chất lượng trong thi cơng.
Ngồi ra, Lê Văn Thắng, Phan Văn Sơn là một nghiên cứu về “Nghiên cứu
áp dụng đánh giá mức độ hư hỏng của một tuyến đường căn cứ vào chỉ số” được
đăng trên Tạp chí giao thông [2]. Bài báo sử dụng hệ thống chỉ số để lượng hóa mức
độ xuống cấp của một mặt đường hiện hữu. Một tuyến đường trong phạm vi khu
vực thành phố Hồ Chí Minh đã được chọn để khảo sát. Bên cạnh việc đánh giá bằng
các chỉ số, khảo sát lấy ý kiến của người dân cũng đã được thực hiện. Sự phù hợp về
kết quả nhận định từ các cách tiếp cận khác nhau cho thấy phương pháp đánh giá
dựa theo chỉ số có thể áp dụng tốt trong quản lý hệ thống đường ô tô ở Việt Nam.
Một số tác giả khác nghiên cứu về ứng xử mặt đường như: Nguyễn Mạnh
Tuấn, Phan Ngọc Tường Vi nghiên cứu “Ứng xử mặt đường bê tơng xi măng có khe
nối do chênh lệch nhiệt độ bằng phần mềm Abaqus” được đăng trên Báo Mới [3].
Nội dung nghiên cứu mô hình phần tử hữu hạn 2D được sử dụng để phân tích tính
tốn kết cấu áo đường trong hai thập kỷ qua để phân tích phản ứng của áo đường 9


cứng. Những năm gần đây, với sự phát triển của máy tính cũng như thuật tốn nên
mơ hình phần tử hữu hạn 3D được sử dụng như một công cụ mạnh mẽ để phân tích
ứng xử của kết cấu, đặc biệt là kết cấu áo đường. Nghiên cứu này tìm hiểu sự ảnh
hưởng của nhiệt độ thay đổi trên mặt đường bê tông sử dụng dựa trên phương pháp
phần tử hữu hạn 3D thơng qua phần mềm Abaqus. Phân tích ứng suất nhiệt thực
hiện bằng cách sử dụng cả gradient nhiệt độ tuyến tính giữa mặt trên và mặt dưới
tấm bê tông. Kết quả thu được bằng cách sử dụng gradient nhiệt độ tuyến tính từ
Abaqus đã cho thấy kết quả thu được là tương đối chính xác khi so với kết quả thực
nghiệm cũng như bằng phần mềm phần tử hữu hạn nổi tiếng EverFE.
Ngoài ra, Phạm Cao Thăng, Trần Thu Trang, Đỗ Văn Diện, Mai Ngọc Tuấn

“Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá sức chịu tải tĩnh mặt đường bê tông xi măng
bằng thiết bị đo động FWD” đăng trên Tạp chí giao thơng vận tải [4] thể hiện nội
dung: Cùng với mặt đường bê tông nhựa, mặt đường bê tông xi măng đã và đang
được sử dụng khá rộng rãi trong xây dựng đường ô tô và sân bay ở Việt Nam. Việc
đánh giá sức chịu tải của loại mặt đường này vì thế mà rất cần thiết trong kiểm tra
nghiệm thu, quản lý khai thác và nâng cấp cải tạo các tuyến đường. Bên cạnh các
phương pháp thử nghiệm truyền thống bằng cơ học phá hủy như trước đây, hiện nay
có rất nhiều phương pháp dùng thử nghiệm không phá hủy cho phép xác định nhanh
và tương đối chính xác sức chịu tải của mặt đường bê tông xi măng mà không ảnh
hưởng đến nguyên trạng kết cấu mặt đường. Một trong những thiết bị khá phổ biến
thuộc loại này ở Việt Nam là thiết bị FWD. Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu
thực nghiệm xác định sức chịu tải mặt đường cứng sử dụng máy đo động FWD làm
cơ sở khai thác và sửa chữa mặt đường bê tông xi măng, đường ô tô.
Bên cạnh đó, NguyễnThị Phương, Phạm Hồng Quân, Nguyễn Hữu Giang đã
nghiên cứu “Tính tốn Tấm mặt đường bê tơng xi măng trên nền đàn hồi chịu tải
trọng tập trung theo lý thuyết biến dạng trượt bậc cao’’ được đăng trên Tạp chí Hội
Khoa học Kỹ thuật Cầu đường Việt Nam [5]. Bài báo thể hiện với nhiều ưu điểm
nổi bật, mặt đường bê tông xi măng đang được chú trọng phát triển trong ngành
đường bộ ở nước ta hiện nay. Tính tốn kết cấu mặt đường bê tơng xi măng là một
bài toán phức tạp. Các nghiên cứu trước đây về mặt đường bê tông xi măng lại chủ
yếu dựa trên lý thuyết tấm cổ điển, lý thuyết này chỉ áp dụng phù hợp cho các tấm
10