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 TƠNG 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 TƠNG 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 Hồng 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
phịng ban thuộc Sở GTVT và cơ quan tác giả đang công tác đã tạo điều kiện
giúp đỡ cho tác giả hồn thành khóa học và Luận văn này.
Và hơn hết, học viên muốn bày tỏ lịng 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 cơng trình giao thơng của
đất nước.
Tuy nhiên, do trình độ cịn hạn chế nên Luận văn khơng 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 tốn 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 tốn 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 tốn chỉ số PCI theo tiêu chuẩn ASTM D
6433-07 của Mỹ .............................................................................................. 72


v

3.2.2. Cơ sở lý thuyết tính tốn 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 tốn 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 thơng vận tải

KT-XH

:

Kinh tế xã hội

HCM

:

Hồ Chí Minh

CNH-HĐH

:

Cơng 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 mịn 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 mịn 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 mịn 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 mịn 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 mịn 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 mơ 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 thơng
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 Ðơng Hà,
đoạn đường dẫn vào trạm thu phí cầu Bãi Cháy, gần 440 km đoạn nhánh phía
Tây và phía Đơng 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
cơng trình đường giao thơng 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, khơng
bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí duy tu, bảo dưỡng ít, mà vẫn bảo đảm an
tồn 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 tốn
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 thơng 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, thơn, bản góp phần thực hiện các
chương trình quốc gia. Về cơ bản đã chấm dứt tình trạng ách tắc giao thơng,
việc vận chuyển hàng hoá phục vụ phát triển kinh tế xã hơi và đảm bảo an
ninh quốc phịng, 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 cịn 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 (khơng kể 10.489,5km đường thơn xóm), đường giao thơng 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 Hố 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 Hố có 40 tuyến với tổng chiều dài là 999,29 km.
Hệ thống đường tỉnh cùng với hệ thống QL tạo thành hệ thơng trục chính, đã
nhựa hố khoảng 865,79km đạt 86,64 % chủ yếu là đường cấp IV đến cấp VI.


-3-

- Đường huyện: Tồn 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 thơng kết hợp với đê: Trên địa bàn Thanh Hố 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 chun dùng: Tồn tỉnh có 276,25km đường chun 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 Hố cịn
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 phịng.
Để thúc đẩy phát triển KT-XH khu vực trong tiến trình thực hiện cơng
nghiệp hố, hiện đại hố, trong giai đoạn tới địi 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 cơng 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 tịi trong các sách báo
trong và ngồi 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 sơ 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 thơng đường bộ và sân bay,
đóng vai trị quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thơng 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 hồn thiện và cơng
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)

Bỉ

17% tổng hệ thống

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

Đường cao tốc
40% đường cao tốc,
60% đường nông thôn

(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 Đơng 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 tơng 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


- 10 -

ẩm và nhiệt, cường độ không những không bị giảm mà có giai đoạn cịn tăng
theo thời gian (khơng có hiện tượng bị lão hố như mặt đường BTN).
Có khả năng chống bào mịn, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường
cao, an toàn cho xe chạy, mặt đường BTXM 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 mặt đương BTXM có cao nhưng
khơng cao hơn nhiều so với mặt đường BTN.
c) Nhược điểm
Mặt đường BTXM 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 doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận). Khe nối lại là

chỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, 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
thơng xe, do vậy ít thích hợp đối với trường hợp nâng cấp mặt đường cũ, cẩn
đảm bảo giao thơng.
Móng đường BTXM u cầu có độ bằng phẳng cao, chất lượng đồng
đều và liên tục. Không xây dựng mặt đường BTXM trên nền đường còn tiếp
tục lún như đi qua vùng đất yếu.
Xây dựng mặt đường BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cấp
cao và đường cao tốc địi hỏi phải có thiết bị thi cơng đồng bộ, hiện đại và
quy trình cơng nghệ thi cơng chặt chẽ. Việc trộn BTXM và bảo dưỡng mặt
đường đòi hỏi nhiều nước.
Khi mặt đường BTXM 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 mặt


- 11 -

đường BTXM địi hịi chi phí cao, hoặc phải cào bóc để tăng cường mới bằng
BTXM hoặc BTN hoặc phải tăng cường lớp BTN khá dày để tránh nứt phản
ánh.
Chi phí xây dựng ban đầu đối với mặt đường BTXM cao hơn so với
mặt đường BTN và các loại mặt đường khác.
1.2. Tình hình sử dụng mặt đường BTXM trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa
Mặt đường BTXM đã được xây dựng và sử dụng ở Thanh Hóa từ cách
đây hơn 30 năm. Giai đoạn đó chủ yếu sử dụng xi măng từ nhà máy xi măng
Bỉm Sơn. Một số tuyến đường sau đã được xây dựng từ xi măng Bỉm Sơn
cách đây hơn 30 năm, đến nay một số vẫn còn sử dụng tốt.
Đoạn 1 ( đường vào nhà máy): Thi công thủ công từ năm 1979, chất
lượng đến nay vẫn tốt;

Đoạn 2 (Đoạn đường trong thị xã Bỉm Sơn) Thi công thủ công từ năm
1979 chất lượng đến nay vẫn cịn tốt;
Đoạn 3 (Đường Lê Thánh Tơng), thi công thủ công, sử dụng từ năm
1986. Hiện trạng có nhiều đoạn hư hỏng và trên tồn tuyến hư hỏng nhiều.
Ngun nhân là do tính tốn thiết kế khơng lường hết tải trọng.
Đoạn 4 (đường Trần Hưng Đạo), thi công đổ tại chỗ và đưa vào sử
dụng từ năm 1980 trên nền đất đắp tốt. Hiện trạng có nhiều đoạn hư hỏng lớn
và trên toàn tuyến hư hỏng nhiều. Đường kém chất lượng, vết nứt dài, sâu ở
khoảng giữa hai bên đường, thoát nước kém.
Đoạn 5 (đường Trần Hưng Đạo kéo dài) sử dụng từ năm 1993, sửa
chữa năm 1998. Hiện trạng đường cịn tốt, có vài chỗ hư hỏng nhỏ.
Đoạn 6 (đường lên mỏ đá) thi công và đưa vào sử dụng từ năm 1982,
hiện trạng nứt nhiều. Nguyên nhân chủ yếu do chấn động của nổ mìn, ngoài
ra do xe chở đá làm rơi đá xuống mặt đường.
* Đoạn đường tỉnh 522 từ Bỉm Sơn đi Phố Cát


- 12 -

Đoạn đường này nằm trên địa bàn thị xã Bỉm Sơn – Tỉnh Thanh Hóa, Đường
tỉnh 522 Bỉm Sơn – Phố Cát từ Km0 – Km 16, trong đó có 4km đầu là mặt
đường BTXM với các tính chất sau:
- Chiều rộng mặt đường 2×3.5m và 2x2,5m
- Kích thước tấm bê tơng 3,5 × 4 và 2,5x4 m2
- Chiều dày tấm trung bình 22 cm.
- Cường độ bê tơng Mác 300.
- Thời gian xây dựng năm 1986.

Hình 1.1: Tuyến đường Bỉm Sơn – Phố Cát
Đoạn đường BTXM này dài 4km với các tấm bản bê tông dày 22cm và

có kích thước tấm là 3,5×4m2. và 2,5x4m2. Sau hơn 25 năm sử dụng, đường
đã bị xuống cấp và hư hỏng nghiêm trọng ở nhiều đoạn tuyến.
Trong tương lai gần, Thanh Hóa đang dự kiến thực hiện một loạt các
dự án sử dụng mặt đường BTXM trên đường tỉnh cụ thể như sau:
Đường Cầu Quan – Mục Sơn, huyện Thọ Xuân và Triệu Sơn với tổng
chiều dài 58,5 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 13,5 km.
Đường Thị trấn Thiệu Hóa – Xuân Lam, huyện Thọ Xuân và Thiệu
Hóa với tổng chiều dài 36 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM
dài 25 km.
Đường Vạn Thiện – Tượng Sơn, huyện Nông Cống với tổng chiều dài
13,5 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 13,5 km.
Đường Cầu Thiều – Sim – Thượng Ninh, huyện Triệu Sơn với tổng
chiều dài 33,4 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 13,5 km.
Đường Hạnh Phúc – Yên Bái, huyện Thọ Xuân với tổng chiều dài 11,4
km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 1 km.


- 13 -

Đường Kim Tân – Thạch Quảng, huyện Thạch Thành với tổng chiều
dài26,2 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 5 km.
Đường Kim Tân – Phố Châu, huyện Thạch Thành và Ngọc Lặc với tổng
chiều dài 58,5 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 20 km.
Đường Thiệu Phú – Định Tân – Định Bình – Định Thành, huyện n
Định, Thiệu Hóa với tổng chiều dài 32 km trong đó dự kiến sử dụng mặt
đường BTXM dài 2 km.
Đường Kiểu - Ấn Đỗ, huyện Yên Định với tổng chiều dài 26,8 km
trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 5 km.
Đường Cẩm Sơn – Kiểu, huyện Yên Định, Cẩm Thủy với tổng chiều
dài 27 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 5 km.

Đường Cầu Cừ - Thạch Quảng, huyện Hà Trung và Thạch Thành với
tổng chiều dài 50 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 15 km.
Đường Chợ Kho – Minh Thọ - Thăng Thọ - Tượng Văn, huyện Nông
Cống với tổng chiều dài 30,3 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM
dài 11 km.
Đường Thanh Tân – Bò Lăn, huyện Như Thanh với tổng chiều dài 10,5
km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 10,5 km.
Đường Tứ Thôn – Mộng Giường, huyện Nga Sơn với tổng chiều dài
13,5 km trong đó dự kiến sử dụng mặt đường BTXM dài 3 km.
Ngồi ra cịn dự kiến sử dụng mặt đường BTXM cho khoảng 950 km
đường huyện trên toàn tỉnh; 2.669 Km đường xã trên toàn tỉnh; 13.430 km
đường thơn bản, giao thơng nội đồng trên tồn tỉnh; 716 km đường cứng hóa
mặt đê trên tồn tỉnh và 800 km đường nội bộ các khu đô thị, công nghiệp
trên tồn tỉnh.
1.3. Một số loại hình hư hỏng của mặt đường BTXM.
1) Blowup/Xoắn (Gẫy do uốn dọc)


- 14 -

Hư hỏng Blowup hoặc xoắn thường xảy ra trong điều kiện thời tiết khí
hậu nóng, thường tại các vị trí vết nứt ngang hoặc tại các mối nối do chưa đủ
rộng cho phép bản giãn dài. Bề rộng của mối nối không đủ là do vật liệu chưa
bị nén đủ làm cho vật liệu này bị rò rỉ ra vị trí mối nối. Khi sự giãn nở dài
khơng thể giải phóng hết áp lực sẽ sinh ra chuyển vị cục bộ có xu hướng lên
trên tại mép bản (xoắn) hoặc vỡ tại các mép của mối nối. Hư hỏng Blowup
cũng có thể xảy ra tại các vị trí cắt và các rãnh thốt nước.

Hình 1.2: Hư hỏng Blowup/Xoắn
2) Vỡ góc

Vỡ góc vết nứt xảy ra tại giao các mối nối tại vị trí có khoảng cách nhỏ
hơn hoặc bằng một nửa chiều dài bản trên cả hai phía tính từ góc bản. Vỡ góc
khác với nứt vỡ góc đó là vết nứt kéo dài trên tồn bộ chiều dày bản trong khi
nứt vỡ góc thường tạo với mối nối một góc bất kì. Ngun nhân gây ra hư
hỏng vỡ góc là do các tổ hợp tải trọng lặp và vịng ứng suất. (Hình 1.3)