Báo cáo khoa học: "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" ppsx

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

TS. TRẦN THỊ KIM ĐĂNG
Bộ môn Đường bộ
Khoa Công trình
Trường Đại học Giao thông Vận tải
PGS. TS. VŨ ĐỨC CHÍNH
Viện Khoa học & CNGTVT


Tóm tắt: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường mềm hiện hành 22TCN - 211 - 06 là tiêu
chuẩn được phát triển từ rất lâu trên cơ sở phương pháp thiết kế lý thuyết với giả thiết hệ kết cấu
nền mặt đường là hệ nhiều lớp đàn hồi, thể hiện trí tuệ và sự nỗ lực của các nhà khoa học, các
chuyên gia ngành đường bộ của Việt Nam. Việc tiếp tục phát triển cập nhật tiêu chuẩn theo hướng
phù hợp với điều kiện giao thông một vấn đề cần thiết.

Summary: The Flexible Pavement Design Vietnamese Standard 22TCN - 211 - 06 has been
developed for long time based on elastic methodology assuming the pavement structure as multi-
layer of elastic, homogeneous and isotropic. It results from brainpower and effort of Vietnamese
scientists and specialists in road and highway construction sector. Continuing researches to
improve this standard be suitable to actual traffic conditions are necessary nowadays.




là mô đun đàn hồi hệ số Poisson và tác dụng
của bánh xe lên mặt đường là áp lực tĩnh phân
bố trên một vòng tròn có đường kính D tương
đương với diện tích vệt tiếp xúc của bánh xe
lên mặt đường. Qua thời kỳ sử dụng, tiêu
chuẩn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết này
được sửa đổi để phù hợp với điều kiện khai

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

nối của móng bê tông nghèo;
+ Hư hỏng do biến dạng không hồi phục
của mặt đường không được xét đến do giả
thiết tính toán của hệ đàn hồi nhiều lớp.
b. Người thiết kế còn gặp khó khăn trong
bước thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường và
quyết định thông số vật liệu để kiểm toán kết
cấu áo đường, do:
+ Việc yêu cầu thí nghiệm xác định các
chỉ tiêu cơ lý làm thông số tính toán của vật
liệu trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành xét về
khía cạnh kỹ thuật là đúng vì thực tế là một
vật liệu cùng “tên gọi” với nguồn gốc hình
thành và ở mỏ tại các vị trí địa lý khác nhau,
sẽ có giá trị khác nhau về chỉ tiêu cơ lý;
+ Yêu cầu thí nghiệm xác định các chỉ
tiêu cơ lý làm thông số tính toán của vật liệu
trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành khó được
thực hiện do điều kiện về cơ sở thí nghiệm và
kinh phí;
+ Yêu cầu này không chỉ khó thực hiện
đối với điều kiện hiện nay của các tư vấn mà
còn có khả năng tạo ra sự “hỗn loạn” trong
các thông số tính toán vật liệu vì các sai số
khó kiểm soát do thực hiện ở các phòng thí
nghiệm khác nhau, người thực hiện thí
nghiệm khác nhau và yêu cầu về số lượng
mẫu vật liệu không được tuân thủ;

+ 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

thiết kế kết cấu áo đường trong nhiều năm:
+ Việc nhân hệ số độ tin cậy mà không
có điều chỉnh hoặc điều chỉnh ít về thông số
đầu vào cho kết quả kết cấu mặt đường lớn
hơn so với tiêu chuẩn thiết kế trước đây
(22TCN - 211 - 93) gây thắc mắc đối với các
kỹ sư đã từng sử dụng tiêu chuẩn trước đây để
tính kết cấu mặt đường;
+ Hướng dẫn lựa chọn hệ số độ tin cậy
thiết kế trong tiêu chuẩn thiết kế còn chưa đủ
mức độ cụ thể, chi tiết. Với một loại đường,
người sử dụng sẽ có thể thấy khó khăn khi
muốn lựa chọn hệ số độ tin cậy thiết kế.
III. CÁC KHÓ KHĂN TRONG THỰC TẾ
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SỬ
DỤNG TIÊU CHUẨN 22TCN - 274 - 01
a. Trạng thái giới hạn là mức độ phục vụ
của mặt đường là một khái niệm còn khá “mơ
hồ” đối với các kỹ sư đường bộ của Việt Nam.
Đó không phải là thông số để người ta có thể
đo đếm được một cách dễ dàng và gây khó
khăn đối với kỹ sư Việt Nam về việc kiểm tra
nghiệm thu chất lượng mặt đường hoàn thành.
b. Người thiết kế còn gặp khó khăn trong
thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường và quyết
định thông số vật liệu để kiểm toán kết cấu áo
đường do chưa có giá trị tham khảo cho các
chỉ tiêu cơ lý tương ứng với thông số hệ số
lớp của vật liệu mặt đường như là mô đun đàn
hồi của bê tông nhựa theo mô hình kéo gián

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

0.56 0.98
Xe tải đơn

- Xe hai
trục, 4 bánh
0.002 0.002
- Xe hai
trục, 6 bánh
0.21 0.26
- Xe ba trục
và lớn hơn
0.71 1.05
Tổng cho
xe đơn
0.06 0.08
Sơ mi
mooc kéo
theo

 4 trục
0.72 1.14
= 5 trục
1.8 1.8
≥ 6 trục
1.58 2.03
Chung cho
các xe có
mooc
1.3 1.8
Chung cho

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

đường.
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng phân
vùng vật liệu xây dựng đường ô tô và phương
pháp lựa chọn vật liệu của các lớp kết cấu áo
đường trên cơ sở cấp đường của dự án và phân
vùng vật liệu xây dựng đường ô tô. Nghiên cứu
thực nghiệm chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xây
dựng đường ô tô theo phân vùng vật liệu xây
dựng đường đề xuất, bao gồm cả các vật liệu


gia cố từ nguồn cốt liệu từ mỗi phân vùng.
Nghiên cứu số 3: Xây dựng hệ số độ tin
cậy trong tính toán kết cấu mặt đường
mềm
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng hệ số độ
tin cậy trong tính toán kết cấu mặt đường
thông qua phân tích ảnh hưởng của các thông
số thiết kế đầu vào như lưu lượng và tải trọng
giao thông và thông số vật liệu nền - mặt
đường cũng như ảnh hưởng của phương pháp
tính như việc chuyển đổi từ hệ nhiều lớp về
các sơ đồ tính toán trong các toán đồ tra cứu
đến chiều dày mặt đường thiết kế hay ảnh
hưởng của giả thiết tính toán hệ đàn hồi nhiều
lớp đến tuổi thọ sử dụng của kết cấu mặt
đường thiết kế. Độ tin cậy tổng hợp được xây
dựng trên cơ sở tỉ trọng ảnh hưởng của các
yếu tố kể trên đến chiều dày mặt đường thiết
kế. Các hướng dẫn lựa chọn hệ số độ tin cậy

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.

Xây dựng phương pháp tính toán cho kết cấu
mặt đường hỗn hợp
Nghiên cứu số 6: Xây dựng phương
pháp tính toán kết cấu mặt đường mềm sử
dụng lý thuyết đàn hồi có xét đến tác dụng
tải trọng động của tải trọng bánh xe.
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng phương
pháp tính mô phỏng thực tế chịu tải trọng của
xe chạy với các thông số trạng thái giới hạn và
thông số vật liệu đầu vào đều được xác định
với mô hình thí nghiệm mô phỏng gần gũi
hơn điều kiện chịu tải trọng của kết cấu nền -
mặt đường trên thực tế.
III. KẾT LUẬN
Việc nghiên cứu để hoàn thiện các tiêu
chuẩn tính toán thiết kế nói chung và thiết kế
mặt đường mềm nói riêng luôn là cần thiết để
có thể đáp ứng được điều kiện khai thác sử
dụng đường thực tế và phù hợp với điều kiện
công nghệ hiện đại để mô phỏng gần gũi hơn
điều kiện làm việc của kết cấu trong thực tế.
Để thực hiện các nghiên cứu này, cần có sự
phối hợp của các cơ quan nghiên cứu, các


trường Đại học, các cơ quan chủ quản, Bộ
chuyên ngành, sự dẫn dắt của các nhà khoa
học, các chuyên gia dày dạn kinh nghiệm
trong ngành và sự nỗ lực, thái độ luôn học hỏi
cầu thị của lực lượng cán bộ nghiên cứu trẻ.

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 -

Đề tài NCKH cấp Bộ, Mã số: B2007-04-41, Báo
cáo tổng hợp - 2009