LỰA CHỌN VÀ THI CÔNG LỚP PHỦ MĂT CẦU THÉP THUẬN PHƯỚC

L
L
Ự
Ự
A
A


C
C
H
H
Ọ
Ọ
N
N


V
V
À
À


T
T
H
H

I
I


C
C
Ô
Ô
N
N
G
G


L
L
Ớ
Ớ
P
P


P
P
H
H
Ủ
Ủ

M
M
Ă
Ă
T
T


C
C
Ầ
Ầ
U
U


T
T
H
H
É
É
P
P


T
T
H
H

U
U
Ậ
Ậ
N
N


P
P
H
H
Ư
Ư
Ớ
Ớ
C
C

Đà Nẵng, 7 - 2009

Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 1 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
LỚP PHỦ MẶT CẦU THÉP THUẬN PHƯỚC
TỪ NGHIÊN CỨU ĐẾN THỰC HIỆN
KS Mai Triệu Quang
TGĐ Công ty CP Tư vấn & ĐTXD ECC
I. Tổng quan

Nhịp chính cầu Thuận Phước Đà Nẵng có kết cấu dầm cầu treo dây võng liên tục có tổng chiều dài
655m, với dầm hộp thép được cấu tạo dạng bản trực hướng.
Theo dự kiến thiết kế ban đầu, lớp phủ mặt thép sẽ gồm 7cm bê tông nhựa thông thường. Tuy nhiên
trong quá trình kiểm tra thử nghiệm, các đơn vị tham gia D
ự án đã dần nhận thấy phương án thiết kế
trên tỏ ra không phù hợp với đặc điểm thực tế công trình. Từ đó Sở Giao thông Vận tải đã thống nhất
điều chỉnh lớp phủ mặt cầu để đáp ứng các yêu cầu kinh tế kỹ thuật của hạng mục công trình.
Giữa tháng 6 năm 2009, các công việc chuẩn bị cho công tác thi công lớp phủ mặt cầ
u thép trên cầu
Thuận Phước, cây cầu treo dây võng có nhịp thép là dầm hộp bản trực hướng đầu tiên ở Việt Nam đã
cơ bản hoàn thành. Trong vòng 2 tuần lễ cuối của tháng 6 năm 2009, công tác thi công lớp phủ mặt cầu
thép bằng các công nghệ và vật liệu mới áp dụng lần đầu tiên ở Việt Nam đã được triển khai với các
thiết bị chuyên dụng hiện đại do các Kỹ sư ở Đà N
ẵng thực hiện dưới sự hướng dẫn và giám sát của các

chuyên gia mặt đường ở nước ngoài, đến từ Hoa Kỳ, Thái Lan, Trung Quốc…

II Quá trình lựa chọn vật liệu và công nghệ lớp phủ mặt cầu

Bê tông nhựa trên mặt cầu, đặc biệt là mặt cầu thép, ngoài các chức năng yêu cầu như đối với bê tông
nhựa trên đường, còn phải có các chức năng riêng biệt khác. Lớp BTN này phải đảm bảo kín n
ước để
đóng vai trò lớp phòng nước, phải đủ độ đàn hồi để chịu được các trạng thái ứng suất-biến dạng xuất
hiện trong lớp này dưới tác dụng của hoạt tải phân bố, vốn rất khác so với lớp phủ của mặt đường mềm
thông thường. Ngoài ra do các vệt bánh xe có chiều hướng cố định ở 1 vị trí (xe chạy đúng làn) nên yêu
cầu chống lún vệt bánh xe (rutting) và n
ứt do mỏi (fatigue cracks) cũng là chỉ tiêu rất quan trọng trong
việc chọn loại vật liệu áp dụng trên mặt cầu. Đối với loại mặt cầu thép dạng bản trực hướng loại kín,
một yêu cầu khác cũng cần được đặc biệt quan tâm khi lựa chọn vât liệu lớp phủ mặt cầu, đó là tình
trạng lớp phủ mặt cầu phải làm việc ở điều ki
ện thời tiết bất lợi (nhiệt độ cao kéo dài trong ngày) do kết
cấu hộp kín của dầm thép.
Sở Giao thông Vận tải Đà Nẵng chịu trách nhiệm về xây dựng cây cầu này, đã yêu cầu các đơn vị lien
quan tiến hành một chương trình nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng về loại vật liệu và công nghệ thi
công lớp phủ măt cầu thép. Yêu cầu đặt ra là tìm chọn một loại vậ
t liệu mặt đường có sức bền kháng
mỏi và lún vệt bánh xe tốt hơn các loại vật liệu BTN thông thường. Điểm đặc biệt của yêu cầu về lớp
phủ trong trường hợp cầu Thuận Phước là yếu tố ổn định tính chất cơ lý ở nhiệt độ cao. Đà Nẵng nằm ở
miền Trung của Việt Nam có thời tiết rất nóng vào mùa hè. Nhiệt độ thườ
ng xuyên của bản mặt cầu dự
kiến có thể lên đến 60°C, do vậy yêu cầu nhấn mạnh của Chủ đầu tư là cần phải thực hiện các kiểm tra
ở dải nhiệt độ cao.
Trong bước sơ tuyển trình bày phương án Kỹ thuật, Nhà thầu Trung Quốc đã đề xuất dùng kết cấu bê
tông nhựa đường cải tính với tổng kinh phí khoảng 35 tỷ đồng Việt Nam.
Để làm rõ các vấ

n đề về công nghệ và Vật liệu mới này, Sở GTVT đã có thông báo trên trang web của
Sở mời các Nhà thầu có năng lực chuẩn bị và trình đề xuất Kỹ thuật cho lớp phủ mặt cầu thép Thuận
Phước. Đã có 2 liên danh Nhà thầu đệ trình đề xuất Kỹ thuật chi tiết và đề xuất tài chính trong giai đoạn
này.
Liên danh MBA, bao gồm 4 Công ty Tư vấn Xây dựng ở Đà Nẵng, đại diện là Công ty C
ổ phần Tư vấn
và Đầu tư Xây dựng ECC đã thành công trong bước đề xuất Kỹ thuật và được lựa chọn là Nhà thầu phụ
tham gia nghiên cứu và thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước với đề xuất kết cấu SMA trên lớp
phòng nước bằng màng cán sẵn tự dính Bituthene 5000 SQ. Kết cấu này đã được UBND Thành phố Đà
Nẵng phê duyệt theo Quyết định số 1806 /QD-UBND ngày 10 tháng 3 năm 2009, vớ
i các lưu ý cụ thể
về các kiểm chứng sự phù hợp của vật liệu trong bước triển khai Hợp đồng. Liên danh sau đó đã đề
xuất lên Chủ đầu tư thực hiện một chương trình nghiên cứu và thực nghiệm sâu hơn để kiểm chứng và
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 2 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
lựa chọn vật liệu và công nghệ tối ưu áp dụng cho lớp phủ mặt cầu Thuận Phước, phù hợp với điều kiện
thực tế về nhiệt độ, tiến độ thi công và ngân sách hiện hữu cho hạng mục lớp phủ mặt cầu.

Liên danh MBA trình bày phương án trước Hội đồng tại phòng họp Sở Giao thông Vận tải

III Ch
ương trình nghiên cứu và thực nghiệm lựa chọn vật liệu lớp phủ mặt cầu

Chương trình nghiên cứu và thực nghiệm bao gồm các bài kiểm tra vật liệu lớp phòng nước và lớp vật
liệu phủ mặt ở các dải nhiệt độ khác nhau, trong điều kiện làm việc riêng rẽ và làm việc đồng thời.
Ngoài ra trong chương trình còn có công việc theo dõi liên tục nhiệt độ thực tế của bản thép mặ
t cầu để
xác định khoảng nhiệt độ làm việc bất lợi của lớp phủ mặt cầu trong suốt thời gian khai thác. Liên danh
MBA đã không chậm trễ tiến hành các công việc thu thập mẫu vật liệu, biên dịch các tài liệu nước
ngoài, liên hệ với các chuyên gia đầu ngành về mặt đường trên thế giới, có các đợt công tác ở nước
ngoài đến các nước phát triển trong khu vực như Singapor, Thái Lan, Malaixia…để kiểm tra và lựa
chọ
n các vật liệu và công nghệ khả thi, gởi mẫu vật liệu sang các phòng thí nghiệm tiên tiến ở nước
ngoài để kiểm tra một số chỉ tiêu chưa thực hiện được ở Việt Nam.

Việc kiểm tra nhiệt độ mặt cầu đã được thực hiện rất sớm, từ khi các dầm còn trên bãi chứa đến khi lắp
lên trên nhịp. Tuy nhiên kết quả kiểm tra lúc đó chưa phản ánh đi
ều kiện làm việc thực tế, khi các dầm
đã được hàn nối với nhau tạo thành không gian kín giữ nhiệt bên trong, do đó nhiệt độ đo được tương
đối thấp. Các Kỹ sư Đà Nẵng đã quyết định tổ chức đo nhiệt độ chính thức sau khi đã cơ bản hoàn
thành công tác hàn gắn các đốt dầm với nhau. Nhiệt độ mặt cầu sau đó đã được theo dõi liên tục trong
vòng 1 tuầ
n từ ngày 18 tháng 4 năm 2009 đến ngày 24 tháng 4 năm 2009 với sự chứng kiến của đơn vị

Tư vấn Giám sát dự án. Kết quả cho thấy nhiệt độ trên bản mặt cầu khá cao so với dự báo ban đầu
(nhiệt độ cao nhất trong ngày đều vượt quá 60 độ C), đặc biệt vào trưa ngày 19 tháng 4 năm 2009, nhiệt
độ thực tế đo được là 84 độ C. Đây là điều cực kỳ bất l
ợi cho kết cấu mặt đường trên cầu, và cần thiết
phải thực hiện một số điều chỉnh về vật liệu và công nghệ thi công nhằm bảo đảm tuổi thọ lâu dài của
kết cấu.
Sau khi có kết quả đo nhiệt độ mặt cầu, các Kỹ sư Đà Nẵng đã lập tức liên hệ với các chuyên gia nước
ngoài để trao đổi về các loạ
i vât liệu hiện có trên thị trường có khả năng đáp ứng các yêu cầu làm việc
ổn định ở nhiệt độ cao, đồng thời gởi thêm mẫu cốt liệu ra phòng thí nghiệm nước ngoài để thí nghiệm
đánh giá các chỉ tiêu cơ lý liên quan mà các phòng thí nghiệm ở Việt Nam chưa thực hiện được.










Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 3 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Trao đổi kỹ thuật tại Trung tâm nghiên cứu Thiết bị kiểm tra độ lún vệt bánh xe ở PTN Shell
nhựa đường của Hãng Shell ở Thái Lan

3.1 Các vật liệu tham gia chương trình thực nghiệm

Vật liệu phòng nước/dính bám:

1. Màng cán sẵn tự dính dán nguội Bituthene 5000 của hãng Grace Construction (USA)
2. Màng cán sẵn khò nóng Poliflex HV 25AV của Hãng Polyglass (USA)
3. Vật liệu Poplytop (Phun tạo màng) của hãng ATEX (Hàn Quốc)
4. Vật liệu Bridge Deck Membrane (Phun tạo màng) của hãng BridgePreservation
5. Nhựa đường cải tiến Pôlime PMB III của hãng Shell, có trộn sợi hữu cơ
6. Nhựa đường Êpoxy của Hãng Chemco System (Hoa Kỳ)

Vật liệu SMA:

Hỗn hợp SMA theo Tiêu chuẩn KT do Tư
vấn Thiết kế 533 ban hành và Công Nghệ Thi công
do liên danh MBA biên soạn, có điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam, thành phần có sử
dụng sợi khoáng cenlulô, dùng hàm lượng nhựa cao (6,5-7,0%) để tăng độ đàn hồi, khả năng

chống mỏi cũng như khả năng chống lão hoá của lớp mặt đường.

Vật liệu Bê tông nhựa Êpôxy:
Hỗn hợp bê tông nhựa Êpoxy và lớp dính bám nhựa đườ
ng Êpôxy chuyên dụng cho bản măt
cầu thép với khác biệt chính là dung nhựa đường Êpôxy thay cho nhựa đường thông thường.

Một số hình ảnh về hoạt động trong chương trình nghiên cứu và thực nghiệm

Các mẫu tấm thép với lớp phòng nước đã được chế bị SMA lên trên
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 4 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Tạo nhiệt độ thí nghiệm trên mẫu bằng cách dùng súng khò nóng và kiểm soát bằng nhiệt kế hồng ngoại
















Tấm mẫu được phun cát và sơn kẽm tại và được áp dụng các lớp phòng nước
công trường cơ khí Công ty 623 lên trên để sẵn sàng tiếp nhận lớp SMA

Tấ
m mẫu đã chuẩn bị được đưa đến đoạn Tại đây tấm được lắp đặt trên đường với
dự kiến thảm thử trên tuyến tỉnh lộ 605 cao độ mặt tấm bằng với cao độ mặt đường



Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 5 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Chuyên gia của Hãng Shell và MBA Kiểm tra tình trạng tấm thép mẫu trước
kiểm tra trạm trộn trước khi sản xuất khi thảm thử (Đã quét lớp dính bám)
















Máy rải Dynapact F141C của Cienco6 đã Rào chắn cảnh báo đảm bảo an toàn giao
được sử dụng cho đoạn rải thử thông trong thời gian rải thử

Kiểm tra hiện trường đánh giá đoạn thử Khoan lấy lõi thí nghiệm đánh giá đoạn thử



Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 6 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Kiểm tra các chỉ tiêu trên các lõi khoan lấy ở hiện trường đoạn thử

Thí nghiệm chất tải trên tấm mẫu mô phỏng để xác định ứng suất trong tấm thép dưới đáy lớp phủ mặt cầu


Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 7 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Mẫu nhựa đường Êpoxy do hãng Chemco gởi Đoạn thử nghiệm dính bám bố trí trên cầu thép

















Lớp dính bám áp dụng thủ công trên đoạn thử Đoạn thử đã hoàn thành – Một phần được phủ cát

Tiến hành thí nghiệm kéo nhổ bằng Elcometer Kết qu
ả cho thấy phá hoại đều xảy ra ở lớp kẽm
với giá trị lực nhổ khá cao: 2,7-3 Mpa

3.2 Các nhận xét từ chuỗi thực nghiệm:

Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 8 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
• Ở nhiệt độ thường (30 độ C), các phá hoại khi nhổ xảy ra ở các vị trí khác nhau
-Với lớp Bituthene 5000 SQ, phá hoại xảy ra giữa mặt bản thép và lớp nhựa đường cao su hoá.
-Với vật liệu gốc Polyurea (Pôlytop hoặc Bridge Deck Membrane), phá hoại đều xảy ra ở lớp dính
bám giữa SMA và mặt lớp phòng nước.
-Với vật liệu gốc nhựa đường cải tiến, phá hoại xảy ra ở giữa màng nhựa (độ
dính bám với mặt thép
khá tốt)
o Ở nhiệt độ trên 40 độ C, với lớp Bituthene 5000 phá hoại đa số xảy ra ở lớp màng Polyester gia
cường.
• Ở nhiệt độ cao (trên 60 độ C), tất cả các phá hoại xảy ra ở lớp nhựa dính bám (tack coat)
o Loại vật liệu gốc Polyurea (Pôlytop hoặc Bridge Deck Membrane) có độ dính bám và chống trượt
trên bản thép ổn định khi nhiệt độ thay đổi (Thí nghiệm kéo trực tiếp). Tuy nhiên như
đã nêu trên,

khi thí nghiệm tổ hợp thì phá hoại (nhổ, trượt) đều xảy ra ở lớp nhựa dính bám giữa lớp màng này
và lớp SMA (Phá hoại trên lớp tack coat) với giá trị lực nhỏ
o Với nhiệt độ thí nghiệm lên đến 70 độ C, ngoại trừ loại nhựa đường Epoxy, tất cả các loại nhựa
dính bám hiện có trên thị trường đều không duy trì được khả năng dính bám, gây hiện tượng tách
lớp dễ dàng gi
ữa SMA. Điều này cực kỳ nguy hiểm cho độ bền của lớp phủ mặt cầu thép do các lớp
không làm việc đồng thời trong điều kiện bản thép phải chịu biến dạng trùng phục liên tục dưới tác
dụng của tải trọng xe cộ.
o Với nhiệt độ làm viêc trên 60 độ C, trong thời gian dài trong ngày, lớp vât liệu SMA, mặc dù đã sử
dụng loại nhựa đường cả
i tiến Pôlime đặc biệt PMB 3 có nhiệt độ hoá mềm khá cao (trên 80 độ C),
vẫn có các chỉ tiêu cơ lý khá thấp, nên có các rủi ro về nứt dọc và lún vệt bánh xe vào mùa hè, khó
đảm bảo tuổi thọ lâu dài như dự kiến

Sau giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm, các Kỹ sư Đà Nẵng đã kiến nghị sử dụng BTN Epoxy Asphalt để
phủ mặt cầu phần xe cơ giới vì hiệu suất làm việc nổi b
ật của nó trong các chương trình thử nghiệm chỉ
tiêu dính bám đơn và dính bám phối hợp ở nhiệt độ cao mà các loại vật liệu khác không thể đạt được.
ECC cũng đã thực hiện việc gởi mẫu cốt liệu địa phương đi các phòng thí nghiệm nước ngoài để đánh
giá chỉ tiêu độ mỏi và độ chống lún vệt bánh xe của BTN Êpoxy, so sánh với loại SMA đang nghiên
cứu.
Với lề bộ hành,
để giảm kinh phí phù hợp với ngân sách của Dự án, kiến nghị sử dụng SMA loại Dmax
9,5 với chiều dày tương đương với chiều dày BTN Êpoxy ở phần xe cơ giới. Lớp dính bám và bảo vệ
chống rỉ trên toàn mặt cầu sử dụng loại vật liệu Êpoxy Bond coat phun tạo màng bằng thiết bị chuyên
dụng.

Bê tông nhựa
Êpôxy dày 41mm
SMAdày 41mm
L
ớp
Êpôxy Bond coat
L
ớps
ơnk
ẽmbảovệ
B
ảnthépd
ày 12mm
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 9 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752













SO SÁNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BTN EPOXY VÀ BTN THÔNG THƯỜNG VÀ SMA
Thuộc tính Phương
pháp TN
(ASTM)
BTN thường
Dmax 12,5
Hỗn hợp SMA
Dmax 12,5
BTN Epôxy
Dmax 12,5
Độ ổn định
Marshall ở 60°C
D1559 11 – 12 kN 12 - 14 kN 32 kN
Độ ổn định

Marshall ở 204°C
D1559 Mẫu chảy Mẫu chảy 17 kN
Cường độ nén dọc
trục ở 25°C
D695 3 – 6 Mpa 23,4 Mpa
Mô đun đàn hồi khi
nén ở 25°C
D695 1151,4 Mpa
Độ rỗng dư (%)
D2041 3 đến 5 3 đến 6 1 đến 2
Độ dính bám của nhựa đường Epôxy làm lớp phòng nước / dính bám so với nhựa dính bám thông
thường đang sử dụng (Ở 60 độ C)
Thuộc tính
Phương pháp thí
nghiệm (ASTM)
Tack coat
Giá trị

Vị trí phá hoại
Epoxy Bond
coat
Giá trị

Vị trí phá hoại
Độ dính bám lên
bề mặt thép đã sơn
kẽm (Mpa)
D4451 0.03 – 0.1 Bản thân lớp
nhựa dính
2 – 3.9

Mặt kẽm với
bản thép mặt
cầu

Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 10 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
Để có thể đảm bảo tính khả thi của đề xuất thảm Êpoxy cho mặt cầu Thuận Phước, các Kỹ sư Đà Nẵng
đã liên hệ trực tiếp với hãng Chemco của Hoa Kỳ, là hãng độc quyền cung cấp nhựa đường Êpoxy dùng
cho lớp phủ mặt cầu thép và đã vượt qua được những yêu cầu kiểm tra gắt gao của hãng này để trở
thành nhà ứng dụng sản phẩm được chấp thuậ
n. Ngoài ra các Kỹ sư còn có các đợt công tác liên tục
sang Thái Lan để kiểm tra thiết bị thi công BTN Êpoxy, thương thảo việc thuê thiết bị và thu thập trao
đổi thông tin về các công tác chuẩn bị cần thiết cho việc sản xuất và thi công bê tông nhựa Êpoxy. Cần
lưu ý rằng với Dự án thảm 13 cầu vượt ở Băngkok sử dụng BTN Êpoxy, Nhà thầu ở đây đã phải mất 2
năm chuẩn bị với rất nhiều kiể
m tra, thử nghiệm đánh giá năng lực, đào tạo chuyển giao công nghệ rất
gắt gao trước khi được Chemco đồng ý là nhà ứng dụng Êpoxy theo chính sách quản lý chất lượng toàn
cầu của Chemco.

Đại diện Chủ đầu tư và BQL Dự án đi kiểm tra thiết bị thi công Êpoxy tại Thái Lan














Cầu Rama IX-Bangkok - nhịp thép h
ộp tương tự cầu T.Phước, sẽ thảm BTN Êpoxy cuối năm 2009

Sau khi được thống nhất chủ trương về điều chỉnh kết cấu, các Kỹ sư Đà Nẵng đã bắt tay ngay vào
công việc soạn thảo quy trình công nghệ thi công chi tiết các lớp phủ mặt cầu đệ trình lên Tư vấn Giám
sát dự án và các bên liên quan trước khi triển khai. Công việc soạn thảo này tốn khá nhiều thời gian và
nhân lực có chuyên môn cao do t
ất cả thông tin và tài liệu đều được biên dịch từ tài liệu nước ngoài, với
sự trợ giúp của các chuyên gia nước ngoài thông qua mạng Internet và các đợt kiểm tra hiện trường

ngắn ngày trong giai đoạn chuẩn bị.








Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 11 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

IV Các loại vật liệu và công nghệ được kiến nghị sau cùng
4.1 SMA dùng cho phần lề bộ hành
4.1.1 Sản xuất SMA
Để đảm bảo được yêu cầu đồng đều về nhiệt độ của cốt liệu cũng như hỗn hợp, một biện pháp thực
hành đã được thực hiện là dùng máy xúc đảo đều tất cả các đống cốt liệu trước khi đưa vào phễu nguội
của máy trộn. Kết quả quan sát thấy nhiệt độ củ
a cốt liệu trong Hotbin được duy trì ổn định hơn sau
khi thực hiện công tác trộn đảo vật liệu đã đánh đống.

Đảo lại các đống vật liệu bằng máy xúc trước khi đưa vào trạm trộn
Biện pháp thi công SMA phần lề bộ hành Biện pháp thi công BTN Epoxy xe cơ giới
Chuyên gia nước ngoài tham gia trong
quá trình soạn thảo TCKT cho SMA
Chuyên gia Malaixia kiểm tra trạm trộn BTN
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 12 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
Cần phải có các lưu ý đặc biệt trong quá trình sản xuất và rải thảm SMA so với các loại BTN khác. Do
SMA có hàm lượng cốt liệu mịn và cát trong thành phần hỗn hợp thấp, lượng cốt liệu thô sẽ bị đốt
nóng nhiều hơn trong trống trộn, có thể vượt qua ngưỡng để tạo được một màng nhựa dày và ổn định
bao bọc các hạt cốt liệu. Do đó các đầu đốt trong trống trộn phả
i được cài đặt sao cho tiến trình đốt
không làm cốt liệu quá nhiệt và phải giữ nhiệt độ của cốt liệu ở mức không đổi trong suốt quá trình
sản xuất SMA, càng ít thay đổi càng tốt. Trong bất kỳ trường hợp nào cũng không được phép để nhiệt
độ của hỗn hợp sau khi đã trộn xong vượt trên 180° C.

SMA sẽ được trộn tại trạm trộn của Cienco6 (đặt tại xã Hòa Nhơn). Đây là tr
ạm trộn nhập khẩu mới
do Hàn Quốc sản xuất với công suất trộn 110 tấn / giờ.

Trạm trộn đang được kiểm tra trước khi sản xuất Các chuyên gia nước ngoài có mặt tại trạm trộn

Các bước tiến hành sản xuất SMA tại trạm trộn cơ bản như sau
1. Cân đong và cho tất cả thành phần cốt liệu (đá, cát, b
ột khoáng) trong cấp phối vào máy trộn,
thông qua băng tải và hệ thống cân định lượng vật liệu.
2. Cân đong và cho sản phẩm sợi hữu cơ vào máy trộn bằng cách bỏ trực tiếp cả bao sợi khoáng
đóng sẵn vào máy trộn mà không cần mở bao (Bao sợi khoáng đã được định lượng 4Kg bao,
chẵn với mẻ trộn 1 tấn).
3. Trộn cốt liệu với sợi khoáng hữu cơ trong vòng 5 đến 15 giây. Đ
ây là quá trình trộn khô. Quá
trình trộn khô này cực kỳ quan trọng vì nó sẽ làm cho hạt sợi hữu cơ tơi ra và từng sợi hữu cơ sẽ
đồng nhất với cốt liệu.
4. Cân đong nhựa, cho vào máy trộn và bắt đầu quá trình trộn ướt. Thời gian trộn ướt 35 giây.
4.1.2 Thi công rải SMA

Máy rải Dynapac F140 C của Cienco6 đã được sử dụng để rải lớp SMA phần bộ hành trên mặt cầu
Thuận Phước. Máy r
ải có trang bị hệ thống cảm biến tự động dùng laser để đảm bảo độ bằng phẳng và
chiều dày lớp rải. Để có thể rải qua các bulong của phần bộ hành (đã được hàn chết vào mặt cầu trước
khi thảm lớp phủ), các Kỹ sư Đà Nẵng đã phải chế tạo một bàn là đặt biệt, lắp vào thay bàn là gốc của

máy rải, với chức n
ăng đầm nén sơ bộ đúng như bàn là gốc, nhưng vẫn cho phép máy rải đi trên đỉnh
các bulong.
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 13 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752












Bàn là gốc và guồng xoắn được tháo ra Bàn là cải tiến được lắp vào máy rải

Máy rải đã lắp bàn là cải tiến đang làm việc Các thiết bị đàm nén loại nhỏ đang hoạt động

Hỗn hợp SMA được vận chuyển từ trạm trộn đến cầu bằng xe tự đổ loại 15 tấn, có b
ạt che đậy và cách
nhiệt để đảm bảo vận chuyển đến nơi, hỗn hợp vẫn có nhiệt độ theo qui định.
Sự khác biệt đầu tiên trong việc thi công SMA so với bê tông nhựa chặt là quy trình đầm chặt.
Theo các tài liệu nước ngoài, không nên sử dụng lu lốp nhiều bánh do có thể gây ra hiện tượng dính
bánh lu và bóc tách vật liệu do loại vật liệu này có chứa khá nhiều nhựa trong hỗn hợp và cả trên bề
mặt. Do giới h
ạn về thiết bị buộc phải sử dụng lu lốp loại nhỏ (một bánh lốp, một bánh thép) nên các
Kỹ sư Đà Nẵng đã phải xử lý bôi trơn bánh lu bằng dầu ăn sạch trước và trong khi lu. Ngoài ra để đảm
bảo độ chặt của SMA tại các vị trí mép vệt rải và khu vực xung quanh các bulông lan can phân cách
phần bộ hành, 6 đầm bàn chạy Diezen đã được sử dụng. Lớp SMA đã được r
ải chồm ra phía tim
đường thêm 15cm so với mép thiết kế để sau này sẽ được cắt lùi vào, đảm bảo độ chặt của SMA và độ
bằng phẳng tại khe nối dọc.
Mép SMA được cắt bằng bánh cắt gắn trên lu Bomag, tiến hành một ngày sau khi thảm nhựa, khi lớp
SMA vẫn còn độ dẻo. Phương án cắt bằng bánh cắt này được tiến hành khá nhanh và chuẩn xác,
không để lại lượng bụi cần vệ sinh như phươ
ng án cắt bằng lưỡi cắt kim cương thông thường.


Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 14 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Phun dầu ăn để chống dính khi lu SMA Dùng đầm bàn tăng cường đầm nén ở mép












Cắt mép SMA rải chồm để đảm bảo độ chặt Bóc bỏ phần SMA đã cắt trước khi vệ sinh

Sau đây là các quy tắc cơ bản khi rải thảm và đầm nén SMA
z Nhiệt độ ở máy rải tối thiểu phải là 150°C
z Tiến trình rải phải được tiến hành liên tục

z Cần phải lu càng sớm càng tốt nghĩa là thiết bị đầm nén cần đi sát vào máy rải nhưng tránh
không làm bóc lớp vữa nhựa.
z Với các lớp đủ dày (chiều dày lớp lớn hơn 3 lần kích cỡ hạt danh định) thì nên dùng các máy
rải có độ tự đầm nén càng lớ
n càng tốt.
z Tối thiểu phải 4 lu cho mỗi làn rải
z Việc lu rung phải được thực hiện sao cho đảm bảo
 Phải lu ở nhiệt độ cao và lu sau khi lu sơ bộ bằng lu tĩnh
 Tối đa chỉ được 3 lượt lu rung. Chế độ rung ở mức tối thiểu

Bảng 2: Tốc độ lu lèn của máy lu (km/h)
Loại hình máy lu Lèn lượt đầu Lèn lại Lèn lượt cuối
Lu tĩnh bánh sắt 3 - 4 4,0 – 5,0 5 - 8
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 15 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
Tốc độ xe lu không vượt quá 4km/h, bám sát máy rải, máy lu phải khử hết vệt bánh xe và đạt
số lượt tối thiểu trước khi nhiệt độ cuối cùng 116
0
C. Để phòng tránh việc hỗn hợp dính vào
bánh lu, dùng dầu ăn sạch phun lên các bánh lu để duy trì độ nhờn ướt của bánh lu. Việc sử
dụng nhựa đường cải tiến Pôlymer có thể làm giảm độ linh động của hỗn hợp nên cần phải
tăng cường đầm chặt để có thể đạt được các yêu cầu cao về độ đầm chặt.

4.2 BTN Epoxy Asphalt dùng cho phần xe cơ giới
4.2.1 Sản xuất BTN Epoxy Asphalt

Các thành phần chất kết dính Epoxy Asphalt Binder đã được ECC nhập khẩu bằng đường thủy từ cảng

Oaklan, Hoa Kỳ đến cảng Cát Lái (Thành phố Hồ Chí Minh) và tiếp tục được vận chuyển bằng đường
bộ đến trạm trộn Xí nghiệp TCCG 630 (Cienco6) trong các thùng phuy 200 lít.
















Cốt liệu thô cũng đã được đặt hàng riêng tại Công ty Incovina, sử
dụng đá nguồn gốc granit từ mỏ Đà
Sơn, Đà Nẵng. Cốt liệu được vận chuyển đến và đánh đống riêng ở khu vực trạm trộn Bê tông nhựa.
Trạm trộn BTN của Cienco 630 là loại trạm trộn của Hàn Quốc có hệ thống điều khiển tự động và có
dung tích mẻ trộn 1,2 tấn. Công suất trộn bê tông nhựa thông thường là 110 tấn / giờ.

Mộ
t máy trộn đặc biệt "Meter / Mix” do Công ty ChemCo System sản xuất đã được vận chuyển từ Thái
Lan sang lắp đặt ở trạm trộn Cienco 630 để sản xuất BTN Êpoxy. Thiết bị chuyên dụng này có đồng hồ
đo tự động liều lượng hai thành phần của Epoxy Asphalt, pha trộn chúng và phun hỗn hợp ở nhiệt độ
trên 110
o

C đến 121 ° C vào máy trộn.















Thiết bị định liều / trộn nhựa đường Êpoxy đang được các Kỹ sư Đà Nẵng lắp theo hướng dẫn của các
chuyên gia nước ngoài từ Chemco (Hoa Kỳ)

Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 16 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Chuyên gia nước ngoài đang hướng dẫn vận hành bộ điều khiển trong trạm trộn BTN

Vấn đề kiểm soát nhiệt độ là yếu tố quan trọng cho sự thành công của việc thảm Epoxy Asphalt, khi
nhà thầu xả mỗi mẻ trộn BTN Epoxy từ trạm trộn xuống phễu xả, nhiệt độ mỗi mẻ đều được kiểm tra
bằng nhiệt k
ế hồng ngoại. Bất cứ mẻ trộn nào có nhiệt độ nằm ngoài dải nhiệt độ cho phép đều phải bị
loại bỏ. Các mẻ được chấp thuận được xả lên xe ô tô tự đổ loại 15 tấn, được vận chuyển đến cầu với cự
ly khoảng 16 km, với thời gian vận chuyển ước tính 30 phút.

Nhiệt
độ từng mẻ trộn được kiểm tra bằng nhiệt Thông tin về nhiệt độ, trọng lượng và giờ xuất
kế hồng ngoại bến của xe được ghi trên đầu xe

Yêu cầu kỹ thuật của BTN Êpoxy quy định phải kiểm soát nghiêm ngặt về thời gian vận chuyển BTN
đến công trường vì các thành phần của Epoxy Asphalt bắt đầu phản ứng và gia tăng độ sệt của hỗn hợp.
Thờ
i gian trên xe quá lâu có thể làm cho hỗn hợp quá cứng sẽ khó khăn khi đi qua guồn xoắn của máy
rải và khó đầm chặt đầy đủ.

4.2.2 Thi công bê tông nhựa Êpoxy

Công tác đầu tiên cần thực hiện trên công trường là vệ sinh mặt cầu thép. Bản thép mặt cầu đã được
phun cát và sơn kẽm trước khi được chuyển lên lao lắp. Do quá trình đi lại thao tác của công nhân cùng
các tác vụ thi công khác trong thời gian dài nên bề mặt dính nhiều bụi bẩn rất khó tẩy r
ửa sạch với các
thiết bị thông thường. Một máy phun nước áp lực cao chuyên dụng đã được huy động để làm công tác
vệ sinh mặt cầu. Việc làm vệ sinh phải được tiến hành và hoàn thành trước khi tưới nhựa dính bám ít
nhất 6h để đảm bảo rằng bề mặt sạch sẽ và khô ráo trước khi phun nhựa. Để có thể tẩy rửa sạch các lớp
nhiễm bẩn do xe thi công phần lề đường gây ra, với phầ
n cơ giới đã phải sử dụng dung môi tẩy rửa hòa
với nước sạch, xả ngâm ẩm mặt cầu. Ba máy chà nền (helicopter) đã được cải tiến bằng cách gắn các
bàn chải thép đã được sử dụng để tiến hành công tác vệ sinh sơ bộ trước khi phun nước áp lực để đảm
bảo công tác vệ sinh đạt yêu cầu.
Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 17 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752

Trước khi thảm BTN Epoxy, nhà thầu sẽ tiến hành phun một lớp dính bám Epoxy Asphalt loại Id trên
bản mặt cầu thép đã được sơn kẽm bảo vệ trước đó. Epoxy Asphalt Id là một phiên bản có độ sệt lớn
hơn nhựa đường Epoxy Asphalt, sau khi phân tích sẽ tạo thành một màng Pôlime cứng hơn so với nhựa
đường Epoxy làm chất kết dính. Lớp sơn kẽm, lớp dính bám Epoxy Asphalt loại Id và lớp BTN Epoxy
Asphalt đượ
c đầm chặt có độ rỗng dưới 3% tạo thành một hệ thống bảo vệ chống rỉ rất hiệu quả cho
bản mặt cầu thép.
Một xe trộn và tưới nhựa dính bám, cũng được sản xuất bởi Công ty ChemCo System, đã được huy
động đến công trường. Thiết bị này sẽ hun nóng các thành phần của lớp dính bám, định liều và trộn các
thành phần với nhau một cách tự động và phun lên bản mặ
t cầu ở nhiệt độ khoảng 150 º C thông qua
một hệ thống vòi phun.

Thiết bị phun đã được gắn lên xe mooc Nạp nguyên liệu vào thiết bị phun nhựa
Để đảm bảo việc phun không ảnh hưởng đến các lan can đã được lắp đặt và cũng để giảm tác động của
gió trên cầu khi phun nhựa, các tấm chắn bằng gỗ đã được chu
ẩn bị và lắp đặt và di chuyển dọc cầu
trong quá trình phun nhựa dính bám Bond coat.














Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 18 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
Các tấm chắn bằng gỗ được lắp đặt và di chuyển dọc cầu trong quá trình phun nhựa dính bám

















Nhà thầu đã tiến hành thảm bê tông nhựa với chiều dày lớp rải 41mm cộng với lớp bù vênh. Sau khi
cẩn thận kiểm tra nhiệt độ của BTN trên mỗi xe ôtô khi đến công trường, nhà thầu sẽ thực hiện các tác
vụ thảm giống như việc thảm BTN thông thường với một số chỉnh sửa nhỏ.

Tiêu chuẩn kỹ thuật của Dự án yêu cầu rằng việc lu sơ bộ phải được hoàn tất trước khi nhiệt độ hỗn hợp
giảm xuống dưới 82 ° C và việc lu hoàn thiện phải được hoàn tất trước khi nhiệt độ hỗn hợp giảm
xuống dưới 65°C. Các giới hạn về nhiệt độ được quy định để bảo đảm rằng h
ỗn hợp bê tông nhựa được
thảm sẽ tiếp nhận được tất cả các công đầm nén cần thiết trước khi phản ứng hóa học của các thành
phần xảy ra làm tăng đáng kể độ sệt của nhựa đường.
Số lượng lu bố trí trên cầu khá hùng hậu gồm 2 lu lốp loại 20 tấn, một lu rung 2 bánh 10 tấn có trang bị
lưới cắt và một lu tĩnh ba bánh nặng 12 tấn.

Công nghệ thi công lớp phủ mặt cầu thép Thuận Phước – Từ nghiên cứu đến thực hiện

BK Engineering & Construction Corp. Trang 19 / 19

www.bk-ecc.com.vn Tel: (084)5112229752
4.2.3 Trình tự và tốc độ thi công

Với tiến độ hoàn thành công trình khá gấp, biện pháp thi công đã được xây dựng theo hướng bảo vệ tối
đa phần bê tông nhựa Êpoxy trên phần xe cơ giới, do vậy phần SMA 2 bên lề bộ hành được thi công
trước để có thể dùng cho các phương tiện vẫn đang tham gia hoàn thiện cầu hoat động trong thời gian
thảm BTN Êpoxy, đồng thời tránh được hiện tượng thiết bị thi công SMA đi lên trên mặt lớ
p bê tong
nhựa Êpoxy đang hình thành cường độ.
Do có trục trặc về thủ tục Hải quan và vận chuyển thiết bị từ cảng Tp Hồ Chí Minh về Đà Nẵng, tiến độ
thực tế đã bị trễ gần một tuần so với dự kiến. Liên danh đã huy động một lực lượng lớn thiết bị và nhân
lực từ Dự án Nhà máy lọc dầu Dung Quất về, chia ca kíp làm vi
ệc ngày đêm để bù lại thời gian trễ do
chờ nhập vật liệu và thiết bị này.
Công tác thảm BTN SMA phần lề bộ hành đã được tiến hành trước và kết thúc trong vòng 2 ngày.
Ngày tiếp theo Nhà thầu tập trung tiến hành công tác vệ sinh lại mặt cầu (đã được thổi và rửa sạch trước
đó, nhưng bị dính một số vệt nhựa epoxy do xe thi công phần lề gây ra) và phun lớp nhựa dính bám
Êpoxy theo quy định. Nhựa dính bám Êpoxy Bond coat loạ
i Bid đã được phun cho toàn bề rộng nửa
mặt cầu phía hạ lưu. Phía thượng lưu tạm dùng để xe chở bê tông nhựa lưu thông. Tại các lối quay đầu
xe có rải một lớp mỏng BTN Êpoxy lên phần nhựa dính đã phun để tránh hiện tượng lốp xe dính làm
hỏng lớp Bond coat đã thi công.
Phần xe cơ giới phía hạ lưu đã được thi công tiếp theo với hai vệt thảm, chiều rộng mỗi vệt 3,4m. Sau

khi hoàn thành phần này, để cải thiện tốc độ rải cũng như tránh việc phải làm mối nối dọc giữa hai vệt
rải, các Kỹ sư đã quyết định lắp thêm bộ nối dài của bàn là máy rải để có thể tiến hành rải phần còn lại
với chỉ một vệt rải cho nửa bề rộng cầu. Quyết định này đã được chứng minh là thành công với độ b
ằng
phẳng vệt rải và tiến độ thi công được cải thiện rõ rệt. Nếu không có sự cố ở trạm trộn thì Nhà thầu đã
hoàn toàn có thể rải xong nửa mặt cầu trong thời gian 8 giờ đồng hồ.
Tổng cộng đã có 3 lượt thảm BTN Êpoxy trên cầu (ngày đầu tiên chỉ thảm một đoạn dài 100m để rút
kinh nghiệm cho các ngày tiếp theo). Công tác thảm bê tông nhựa Êpoxy đã kết thúc sáng ngày 26
tháng 6 năm 2009, kịp phục vụ cho công tác thử tải cầu trước khi đưa vào khai thác. 5