Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của mastic cho mặt đường BTXM trong điều kiện Việt Nam

1
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 9
Chương I 13
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 13
Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi
măng 13
Những khái niện cơ bản 17
Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng 17
Phân loại mặt đường BTXM 18
Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe 19
Các loại khe mặt đường BTXM ô tô 22
Các loại khe mặt đường BTXM sân bay 24
Tính toán kích thước mặt bằng của tấm bê tông (khoảng cách giữa các
khe co) và chiều rộng khe dãn 27
Nhiệm vụ của mastic trong kết cấu khe 33
Các hình thức bít khe co dãn mặt đường BTXM sân bay 33
Các dạng hư hỏng của kết cấu khe và mastic trong kết cấu khe MĐBTXM
sân bay 34
KẾT LUẬN CHƯƠNG I 35
Chương II 36
2
NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CÁC LOẠI MASTIC CHO MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 36
Một số loại Mastic và các chỉ tiêu đánh giá 36
Mastic bitum 37
Mastic bitum cao su 37
Mastic UMC - 50 38
Mastic Tiokon. 39
Mastic bitum polimer 40

Mastic bitum polime Micalfat - J 40
Mastic Mijoint - K 41
Mastic Micalfat - F 41
Mastic IGAS - KHPT 41
Mastic CrackMaster 1190 42
Mastic chịu dầu CRAFCO SUPERSEAL 444/777 45
Mastic VICTA-BS 48
Một số loại Mastic tại Việt Nam 48
Mastic PL-06 của Trung tâm Kỹ thuật các công trình đặc biệt 48
Mastic MĐS-02HK của Viện KH & CNHK 49
Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của Mastic MĐS-02HK 50
Mastic MTBC-95 : 50
Mastic TK-01 của Xí nghiệp Vật liệu Xây dựng thuộc HVKTQS 51
3
Phân tích các khuyến nghị về Mastic chèn khe mặt đường BTXM đường
cao tốc và sân bay 52
Chất lượng của vật liệu mastic chèn khe Mặt đường BTXM đường cao
tốc và sân bay 53
Độ ổn định nhiệt độ của mastic chèn khe mặt đường BTXM đường
cao tốc và sân bay theo tiêu chuẩn và khuyến nghị của các nước
54
Công nghệ thi công 55
Khả năng bám dính với bê tông 55
Tổng hợp các chỉ tiêu đánh giá Mastic chèn khe 58
Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic trước năm 2012.
58
Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic sau năm 2012 59
KẾT LUẬN CHƯƠNG II 62
Chương III 64
ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG

BTXM SÂN BAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 64
Các tác động cơ học đến Mastic trong kết cấu khe mặt đường BTXM sân
bay 64
Tác động của tải trọng máy bay khi cất hạ cánh [9] 64
Tác động của luồng khí phụt của động cơ máy bay 65
Tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường 65
4
Đặc điểm khí hậu Việt Nam khi xét tác động của nhiệt độ môi trường
đến sự làm việc của mastic trong khe co - dãn mặt đường
BTXM sân bay 66
Phân tích ảnh hưởng của các tác động cơ học đến mastic trong kết cấu
mặt đường BTXM sân bay 66
Trường nhiệt trong mặt đường BTXM sân bay 68
Bức xạ mặt trời 68
Các hình thức truyền nhiệt trong MĐBTXM 68
Trường nhiệt độ trung MĐBTXM 70
Ứng suất nhiệt trong mặt đường BTXM 73
Đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe 75
Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 75
Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 77
Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 79
Các phương pháp thử 81
Phương pháp xác định độ côn lún của Mastic 81
Phương pháp xác định độ đàn hồi của Mastic. 85
Phương pháp xác định độ chảy dẻo của Mastic. 87
Xác định độ dãn dài tương đối tại thời điểm đứt mẫu 89
Điểm hóa mềm (hay nhiệt độ mềm) 92
Phương pháp xác định độ kết dính của Mastic, không ngâm. 96
Kết dính, ngâm trong nước 100
5

Kết dính, ngâm trong dầu 102
Độ hòa tan 102
KẾT LUẬN CHƯƠNG III 105
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 110
6
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Tình hình phát triển của mặt đường BTXM 14
Hình 1.2 Kết cấu chung của mặt đường bê tông xi măng 18
Hình 1.3. Các loại khe trong mặt đường BTXM 21
Hình 2.1: Thi công mastic chịu dầu tại CHK quốc tế Cam Ranh 47
Hình 3.1. Máy đo độ côn lún (Độ kim lún) 82
Hình 3.2: Chi tiết đầu xuyên hình côn 84
Hình 3.3: Chi tiết quả cầu kim loại 86
Hình 3.4: Khuôn lấy mẫu thí nghiệm xác định độ chảy dẻo của mastic 88
Hình 3.5 – Khuôn thử độ kéo dài 91
Hình 3.6. Máy thử độ dính kết của mastic 97
Hình 3.7: Mẫu thí nghiệm độ dính kết của mastic 100
7
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh
liên kết 22
Bảng 1.2: Kích thước và khoảng cách giữa các thanh truyền lực trong các khe
26
Bảng 1.3: Các loại (I-VIII) khe của mặt đường BTXM sân bay 26
Bảng 1.4: Khoảng cách giữa các khe co với kết hệ số C, tgϕ của các loại
móng khác nhau 29
Bảng 1.5: Kích thước của khe dẫn ở các khoảng cách khác nhau 30
Bảng 1.6: khoảng cách giữa các khe co dãn trong điều kiện khí hậu điều hoà
của Nga 32

Bảng 2.1: Thành phần và đặc tính của mastic bitum 37
Bảng 2.2: Thành phần của mastic bitum cao su 38
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu của mastic bitum cao su 38
Bảng 2.4: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic UMC - 50 39
Bảng 2.5: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic Tiokon 40
Bảng 2.6: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic bitum polimer 40
Bảng 2.7: Đặc tính kĩ thuật Mastic IGAS - KHPT 41
Bảng 2.8: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic CrackMaster 1190 44
Bảng 2.9: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic VICTA-BS 48
Bảng 2.10: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic PL-06 49
Bảng 2.11: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic chèn khe bê tông MĐS-02HK 50
Bảng 2.12: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic MTBC-95 51
8
Bảng 2.13. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Mastic TK-01 51
Bảng 2.14: Tiêu chuẩn tạm thời của Mastic dùng trong xây dựng sân bay 59
Bảng 2.15: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 61
Bảng 2.16: Các chỉ tiêu đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng.
62
Bảng 3.1: Yêu cầu kỹ thuật bắt buộc đối với Mastic chèn khe thi công nóng
76
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi
công nóng 77
Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 78
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi
công nguội 78
Bảng 3.5: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 80
9
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Vấn đề làm mặt đường BTXM thật sự đã trở nên rất phổ biến trong

thời gian gần đây, đặc biệt khi thị trường xi măng trong nước rất dồi dào.
Năm 2011, toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 49,5 triệu
tấn xi măng, đồng thời cũng xuất khẩu khoảng 5,5 triệu tấn. Các vật liệu cát,
đá dăm có sẵn nhiều nơi, nguồn lao động dồi dào, đã qua đào tạo và có kinh
nghiệm. Giải pháp sử dụng xi măng làm đường không những giảm nhập siêu
mà còn thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng trong nước phát triển, góp phần
hiện thực hóa nhóm các giải pháp kích cầu của Chính phủ trong giai đoạn
hiện nay.
Với nguồn cung dồi dào như vậy, khả năng sử dụng xi măng trong xây
dựng kết cấu hạ tầng giao thông ở nước ta hiện nay là rất lớn, phù hợp với các
vùng như: Tây Bắc, vùng ven biển, đường Hồ Chí Minh, vùng Đồng bằng
SCL Việc sử dụng loại mặt đường BTXM sân bay và trên các tuyến đường
giao thông nông thôn đã cho hiệu quả rõ rệt, chất lượng tốt.
10
Thực tế ở Việt Nam cho thấy các loại đường bê tông atphan (bê tông
nhựa), đá thấm nhựa có tuổi thọ thấp từ 5 - 7 năm. Một trong những nguyên
nhân quan trọng gây hư hỏng đường là do điều kiện tự nhiên ở nước ta rất
khắc nghiệt, thường xuyên chịu ảnh hưởng của mưa bão, lũ lụt, ngập nước
Do đó, việc xây dựng đường BTXM sẽ rất thích hợp trong điều kiện nước ta.
Hiện tại nhiều tuyến đường trong cả nước, để nâng cao tuổi thọ và
chất lượng đường nhựa, chúng ta phải sử dụng loại bê tông nhựa polime (mặt
đường sân bay Liên Khương - Đà Lạt, sân bay Cần Thơ), hoặc phải dùng bê
tông nhựa có độ nhám cao (thí điểm một đoạn ngắn trên đường Bắc Thăng
Long - Nội Bài) Khi đó, tính toán đầy đủ thì đầu tư ban đầu của mặt đường
nhựa sẽ không thấp hơn đường BTXM, mà độ bền thì lại ngắn hơn.
Qua sử dụng một số tuyến đường cho thấy: Mặt đường BTXM sau khi
bị ngâm trong nước do mưa lũ vẫn không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí
duy tu, bảo dưỡng ít mà vẫn đảm bảo an toàn giao thông cho các phương tiện.
Tuy nhiên, việc xây dựng đường BTXM đòi hỏi nguồn vốn đầu tư lớn hơn so
với đường nhựa, nhưng đường bê-tông nhựa thường xuyên phải duy tu, bảo

dưỡng định kỳ. Nếu tính toán kỹ về giá thành quy đổi theo chi phí khai thác
thì mặt đường BTXM lại rẻ hơn 25 - 30%. BTXM thời gian qua cho thấy, mặt
đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe
lớn.
Trong thời gian vừa qua hoạt động hàng không Việt Nam phát triển
mạnh mẽ cùng với sự đổi mới và phát triển của đất nước. Với đặc điểm địa lý
và lịch sử của mình, Việt Nam đang trở thành một thị trường hàng không mới,
hấp dẫn và trở nên quan trọng của khu vực. Để đáp ứng được điều này công
tác xây dựng hạ tầng cơ sở các săn bay được đặt lên hàng đầu.
Các công trình sân bay phục vụ cho hoạt động hàng không dân dụng
11
thực hiện chiến lược xây dựng Việt Nam thành một trung tâm của khu vực.
Ba săn bay lớn là Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh đã từng bước
được nâng cấp, cải tạo. Hệ thống sân bay nhỏ đã và đang được quy hoạch
thành ba vùng Bắc, Trung, Nam và được đưa vào mạng sân bay nội địa và
hoàn chỉnh phân bổ đều khắp ba vùng.
Phần lớn các săn bay ở nước ta có mặt đường bê tông xi măng
(MĐBTXM) là loại mặt đường được chia tấm, có khe nối liên kết với nhau và
dùng mastic bít kín khe nối. Để đáp ứng nhu cầu cho việc nâng cấp, cải tạo
công trình sân bay ở nước ta hiện nay cần một khối lượng lớn mastic chèn khe
MĐBTXM sân bay. Mặc dùng mastic là phần rất nhỏ trong việc xây dựng hạ
tầng cơ sở của sân bay nhưng không giải quyết đúng đắn sẽ dẫn đến hư hỏng
của MĐBTXM sân bay, ảnh hưởng đến khai thác và hoạt động thường xuyên
của sân bay. Việc sử dụng mastic chèn khe MĐBTXM sân bay trong thời gian
vừa qua cho thấy khâu đánh giá, tuyển chọn còn gặp những khó khăn nhất
định. Do đó việc nghiên cứu để đưa ra các chỉ tiêu của mastic trong kết cấu
khe MĐBTXM sân bay dưới tác động cơ học và tác động tự nhiên khác phù
hợp với điều kiện thực tế, thời tiết khí hậu của nước ta là rất cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn và phương pháp thực hiện
Luận văn “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt

đường bê tông xi măng trong điều kiện Việt Nam” tập trung giải quyết việc
phân tích, rà soát việc sử dụng Mastic cho mặt đường bê tông xi măng, trên
cơ sở đó đưa ra kiến nghị một số tính chất cơ lý của mastic và đánh giá các
loại mastic hiện được sử dụng cho MĐBTXM sân bay.
3. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: trên cơ sở các tiêu chuẩn,
quy chuẩn hiện hành, từ đó phân tích, lựa chọn áp dụng các yêu cầu kỹ thuật
12
của mastic cho mặt đường BTXM phù hợp với điều kiện Việt Nam.
4. Nội dung nghiên cứu
Thu thập, thống kê các số liệu phục vụ cho luận văn
Nghiên cứu tổng quan về vấn đề có liên quan đến mastic cho mặt
đường BTXM áp dụng cho công trình giao thông, trong đó tập trung phân tích
và đánh giá lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật về mastic của mặt đường BTXM
sân bay cho phù hợp với điều kiện Việt Nam
5. Kết cấu của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo. Nội dung
luận văn được trình bày trong 3 chương sau:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề sử dụng, khai thác Mastic cho mặt đường
BTXM.
Chương 2: Nghiên cứu, điều tra, khảo sát hiện trạng sử dụng Mastic cho mặt
đường BTXM tại Việt Nam.
Chương 3: Đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt đường BTXM
sân bay phù hợp với điều kiện Việt Nam.
13
Chương I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO
MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi
măng

Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường BTXM
gắn liền với sự phát triển của Mặt đường BTXM, mặt đương BTXM là loại
mặt đường cứng cùng với mặt đường mềm là 2 loại hình mặt đường chính
được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng
trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông 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, đường giao
thông miền núi, khu vực có thời tiết khắc nghiệt. 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 hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng
phát triển đồng bộ hiện đại. Do có lợi thế về tuổi thọ và công nghệ xây dựng
ngày càng có nhiều tiến bộ nên mặt đường BTXM đang được các nước sử
dụng nhiều cho các đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay. Vì vậy, tỷ trọng
nói chung về mặt đường BTXM so với mặt đường các loại khác ngày càng
tăng theo thời gian và chiến lược phát triển giao thông quốc gia của các nước
trong đó có Việt Nam.
14
Hình 1.1. Tình hình phát triển của mặt đường BTXM
Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, 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 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… Theo Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe and
Canada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA) Khối lượng mặt đường
BTXM đã xây dựng ở một số nước như sau:
Tại Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490.179km đường đô thị
và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị. Tỉnh Québec, Canada có
1.239km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29.000km đường (khoảng 4%) là mặt

đường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giao thông ở Québec. Đức,
mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25% mạng lưới
đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao. Áo, đường cao tốc chiếm khoảng
25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.000km), trong đó mặt đường BTXM
15
chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc. Bỉ, mạng lưới đường khoảng
134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương và đường
nông thôn. Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700km, tức là chỉ hơn 1%.
Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và 60% đường nông
thôn. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17%. Hà Lan, mạng lưới
đường ôtô có khoảng 113.000km. Khoảng 2.300km là đường cao tốc, chỉ
khoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc này phục vụ 38%
lưu lượng giao thông. Hà Lan còn có khoảng 140km đường khu vực có mặt
BTXM không cốt thép, phân tấm. Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm
khoảng 4% mạng đường ôtô. Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000km đường xe
đạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM. Vương quốc Anh, mạng lưới đường
có khoảng 285.000km, trong đó có 1.500km là mặt đường BTXM, chiếm
khoảng 67% đường cao tốc ở Úc và chiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc.
Tại Việt Nam mặt đường BTXM cốt thép được xây dựng khá sớm tại
đường Hùng Vương, Hà Nội năm 1975. Trên QL2 đoạn Thái Nguyên - Bắc
Kạn xây dựng 30km đường BTXM vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ
(bắc cầu Chương Dương). Tiếp theo là trên QL1A với tổng chiều dài các đoạn
khoảng 30km vào năm 1999 tại các đoạn ngập lụt. Đường Hồ Chí Minh
nhánh phía đông với chiều dài 86km, nhánh phía tây với tổng chiều dài trên
300km. QL12A Quảng Bình với chiều dài 12km. QL70, đoạn TP Lào Cai…
Mặt đường BTXM được sử dụng hầu hết tại các sân bay như: Sao Vàng, Tân
Sơn Nhất, Nội Bài, Phú Bài… Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một số
tỉnh như Thái Bình, Thanh Hoá, Hưng Yên… cũng có sử dụng mặt đường
BTXM với kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tải
trọng nhỏ và lưu lượng thấp. Theo thống kê của Bộ GTVT, tổng số đường

giao thông nông thôn trong cả nước bao gồm 172437km, trong đó có 0,56%
mặt đường bê tông nhựa và 7,2% mặt đường nhựa hoặc BTXM.
16
Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng của việc xây dựng mặt đường
bê tông xi măng trong xây dựng đường và xây dựng sân bay đòi hỏi mastic
chèn khe MĐBTXM nói chung ngày càng phải có chất lượng tốt hơn, phù
hợp với việc khai thác, sử dụng dài lâu của mặt đường BTXM. Từ đó cũng
đòi hỏi có một tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mastic phù hợp với sự làm việc
thực của vật liệu trong kết cấu khe.
Ở nước ta cho đến nay vẫn chưa có tiêu chuẩn Quốc gia về đánh giá
chất lượng mastic chèn khe mặt đường BTXM. Việc lựa chọn Mastic cho mặt
đường BTXM với từng công trình cũng được chủ đầu tư đưa ra các tiêu chí
khác nhau, hiện nay Bộ Giao thông vận tải đã có quyết định số 3230/QĐ-
BGTVT quy định tạm thời về thiết kế mặt đường BTXM, trong đó có đề cập
các chỉ tiêu đánh giá về Mastis chèn khe. Do đó việc áp dụng loại Mastic có
các chỉ tiêu kỹ thuật nào vẫn phải áp dụng chủ yếu cácTiêu chuẩn và các
phương pháp đánh giá chúng đã được sử dụng ở nước ngoài.
Nghiên cứu về mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay và đường
cao tốc của nước ngoài có thể xem qua các tài liệu tiêu chuẩn đánh giá chất
lượng mastic chèn khe mặt đường BTXM và có thể chia ra làm hai nhóm
chính như sau:
Nhóm thứ nhất gồm một bộ các tiêu chuẩn của USA (Mỹ) đánh gái
chất lượng các loại mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân
bay. Bộ tiêu chuẩn này bao gồm các Tiêu chuẩn kỹ thuật liên bang (Federal
specification), các tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM (Standard of the American
society for testing and material). Đây là bộ tiêu chuẩn rất hoàn chỉnh với các
loại mastic có công nghệ sản xuất và thi công khác nhau. Các thử nghiệm
được thực hiện bằng những máy móc hiện đại, độ chính xác cao và có những
đòi hỏi rất cao về vật liệu. Bộ tiêu chuẩn này được các nước phương Tây sử
17

dụng bằng cách giữ nguyên như hãng Sika - Thuỵ Sĩ (là hãng có sản phẩm
được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới) hoặc nghiên cứu sửa đổi cho
phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu và công nghệ của quốc gia như ở nước
Pháp (nghiên cứu của Phòng thí nghiệm cầu đường Laboratoire central des
ponts et chaussées - LCPC).
Nhóm thứ hai là các tiêu chuẩn và khuyến nghị đánh giá chất lượng
mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay và đường ô tô của Liên xô (cũ).
Đây là những nghiên cứu riêng rẽ của các tác giả cho những loại mastic có
công nghệ sản xuất và thi công khác nhau, được sử dụng cho những vùng khí
hậu khác nhau của Liên xô (cũ). Các hình thức đánh giá này dễ thực hiện,
không đòi hỏi những thiết bị thí nghiệm phức tạp.
Những khái niện cơ bản
Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng
Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) là loại mặt đường cứng, phần
mặt đường là BTXM có độ cứng lớn hơn nhiều so với phần móng và nền đất.
Mặt đường bê tông xi măng thông thường gồm có cốt liệu là đá, cát vàng, xi
măng, nước và phụ gia được phối hợp theo một tỷ lệ nhất định.
Mặt đường bê tông xi măng đổ tại chỗ thông thường được sử dụng
phổ biến và thường gồm các lớp cơ bản sau đây (xem hình vẽ số 1):
18
Hình 1.2 Kết cấu chung của mặt đường bê tông xi măng.
1- Tấm BTXM; 2- Lớp phân cách; 3- Lớp móng chính; 4- Lớp móng
phụ; 5 - nền đất.
Mặt đường bê tông xi măng có độ cứng lớn, có cường độ chịu kéo khi
uốn cao. Cường độ chịu kéo khi uốn của tấm bê tông xi măng thường dao
động từ 250.000 ÷ 450.000 kG/cm2 tuỳ theo mác bê tông. Vì có trị số môđun
đàn hồi cao như vậy nên khi nhiệt độ thay đổi, trong lớp mặt BTXM sẽ xuất
hiện ứng suất kéo lớn. Để giảm bớt ứng suất do nhiệt độ thay đổi, cần phải
phân chia lớp bê tông thành từng tấm bằng cách làm các khe biến dạng ngang
và dọc.

Phân loại mặt đường BTXM
Sau hơn 100 năm phát triển, cho đến nay mặt đường BTXM có thể
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.
Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và
phạm vi áp dụng nhất định: Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm ra
19
đời sớm nhất và cho đến nay vẫn đang được áp dụng phổ biến ở nhiều nơi.
Chiều dày của tấm từ 20 - 40cm; kich thước tấm (chiều dài, chiều rộng) thay
đổi tuỳ theo từng công trình cụ thể: khoảng từ 3m đến 7m, thông thường
khoảng 5m. Mặt đường BTXM không cốt thép được sử dụng cho hầu hết
đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay.
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.
Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe.
Cần nâng cao khả năng đồng bộ hoá về thiết bị thi công và tăng cường
công tác hướng dẫn công nghệ và kiểm soát chất lượng thi công, nhất là chất
lượng bề mặt, chất lượng thi công tại các mối nối, bảo dưỡng, cắt khe, chèn
khe.

Khi xây dựng mặt đường BTXM người ta luôn luôn phải bố trí các
loại khe. Thực tế cho thấy khe trong mặt đường BTXM có nhiều dạng, nhưng
về mặt cơ bản khe gồm có: khe co, khe dãn và khe thi công. Sơ bộ cấu tạo của
một số loại khe cơ bản được thể hiện như trên các hình vẽ 03.
Khe dãn thường bố trí theo kiểu khe có thanh truyền lực (hình 3, a).
Khe co thường bố trí gồm: khe co giả có thanh truyền lực (hình 3, b) và khe
co dọc kiểu mộng ngàm (hình 3, c). Khe thi công thường bố trí là khe co suốt
có thép truyền lực (hình 3, d).
Như vậy, để đảm bảo cho quá trình xây dựng, khai thác, sử dụng mặt
đường BTXM sân bay được thuận lợi thì nhất thiết và cần phải có các loại
Mastic chất lượng tốt. Đây là loại mặt đường được dùng phổ biến (đối với sân
20
mỏy bay, loi mt ng ny c s dng mang tớnh cht bt buc v
hin nhiờn) trong cụng tỏc xõy dng sõn bay.
i vi vic xõy dng ng ụ tụ cng ang c s dng rng rói
loi mt ng BTXM. Cựng vi vic ỏp dng ti nhng v trớ quan trng,
mt s ng cp cao thỡ hin nay cỏc ng giao thụng nụng thụn ang l
loi mt ng c dựng ph bin. Tuy nhiờn, vi ng giao thụng nụng
thụn hin nay ang lm v ang s dng cha m bo ht cỏc yờu cu k
thut ca mt ng cng. Thc t i kho sỏt cho thy cỏc on ng giao
thụng nụng thụn ó lm xong, ó a vo s dng nhng li khụng cú mastic
chốn khe. Mt lý do n gin l mua nc ngoi thỡ t m khụng ch ng,
cũn ti trong nc thỡ vic sn xut loi sn phm ny cũn hn ch. Trong khi
ú, nu thiu mastic thỡ ng vn s dng c v vn cha trc tip hng
ngay nờn cỏc ch u t ó ct bt cụng on thi cụng chốn khe mt ng
cho cỏc nh thu. Lý do ct bt cụng on thi cụng n gin l ht kinh phớ
nờn cỏc on ng cha cú mastic chốn khe vn tn ti trong thc t.

50
b)

5
h
/
2
50
d)
h
/
2
4
a)
1
2
50
h
/
2
2
3
1
8
c)
1
,
5
4

1
c
b

a
1
1
1
1
4
4
4
1- mastic 2- mũ nhựa
3- ván gỗ
=
2cm
4- quét nhụa lỏng 1mm
5-gỗ định h%ớng
21
Hình 1.3. Các loại khe trong mặt đường BTXM
a) Khe dãn có thép truyền lực; b) Khe co giả có thép truyền lực;
c) Khe co dọc kiểu mộng ngàm; d) Khe thi công (khe co suốt có thép
truyền lực).
Những năm gần đây, Đảng và Nhà nước đã và đang tập trung cho việc
xây dựng đường tuần tra biên giới. Với chiều dài hàng ngàn km đường bê
tông xi măng thì lượng mastic sử dụng cũng không hề nhỏ, đòi hỏi thực tế cần
phải chủ động cung cấp cho các đơn vị xây dựng đường.
Tóm lại, từ thực tế cho thấy nhu cầu về loại mastic chèn khe măt
đường BTXM là rất lớn. Việc nhập khẩu thì phức tạp và giá thành cao (do
vận chuyển quá xa). Việc sản xuất trong nước hiện nay còn hạn chế, chỉ mang
tính thụ động và chưa thường xuyên. Tiêu chuẩn quy định hiện nay còn đang
trong giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm và đang dân dần đi vào ổn định. Ngay
phương pháp thử, kiểm tra tại các phòng thí nghiệm (phòng LAS) cũng còn là
vấn đề đang được các thí nghiệm viên bắt đầu học hỏi và các nhà quản lý tìm

cách mua sắm thiết bị.
Hiện nay, thực tế ở Việt Nam đã và đang sử dụng nhiều loại Mastic
khác nhau. Vì tính chất đặc thù chuyên ngành nên Mastic chèn khe mặt đường
BTXM thường được sử dụng cả của nước ngoài cũng như của các cơ sở sản
xuất ở trong nước. Khi Chủ đầu tư mua của nước ngoài thường phải chấp
nhận giá cao mà đôi khi Mastic mua về lại chưa phù hợp với thời tiết khí hậu
Việt Nam. Còn, khi sử dụng đồ “nội” thì chúng ta thường bị tâm lý: “bụt chùa
nhà không thiêng” nên rất cần có những quy định nhằm đảm bảo các yêu cầu
kỹ thuật của loại vật liệu quan trọng này.
22
Các loại khe mặt đường BTXM ô tô
Khe dọc
Khi chiều rộng của vệt rải nhỏ hơn chiều rộng của mặt đường thì phải
thiết kế khe ngừng thi công, khe dọc loại này phải bố trí thanh lien kết , trên
bề mặt phải tiến hành cắt khe 3-:-8 mm. Khe cắt được lấp đầy bằng vật liệu
chèn khe.
Khi chiều rộng của vệt rải>4.5m thì cũng phải thiết kế khe dọc, khe
này được thiết kế dạng khe dọc giả có thanh lien kết và được cắt khe, tuy
nhiên khe cắt có chiều sâu lớn hơn khe dọc ngừng thi công. Khi lớp móng là
cấp phối đá dăm thì cắt khe đến 1/3 chiều sâu tấm BTXM. Khi lớp móng là
lớp móng gia cố chất lien kết thì chiều sâu cắt khe đến 2/3 chiều dày tấm.
Phân cách giữa phần xe chạy và lề gia cố bắt buộc phải thiết kế khe
dọc có thanh lien kết
Thanh liên kết của khe dọc được chọn là thép có gờ, đặt tại cị trí 1/2
chiều dày tấm song song với mặt tấm, đồng thời được xử lý chống gỉ 100mm
đoạn giữa thanh liên kết. Đường kính thanh, chiều dài thanh và khoảng cách
giữa các thanh được quy định như sau:
Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh
liên kết
Chiều dày tấm

BTXM (cm)
Khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí
thanh liên kết (m)
3,00 3,50 3.75 4,50
20-:-25 14x700x90
0
14x700x80
0
14x700x70
0
14x700x600
≥26 16x800x80 16x800x70 16x800x60 16x800x500
23
0 0 0
Khe ngang
Sau mỗi ngày kết thúc thi công hoặc vì các nguyên nhân khác phải
ngừng thi công thì nhất thiết phải thiết kế khe ngang ngừng thi công. Vị trí
dừng nên chọn tại vị trí khe co hoặc khe dãn. Khi chọn vị trí khe co phải sử
dụng loại khe có thanh truyền lực, khi chọn vị trí dừng tại khe dãn thì tuân thủ
các quy định về cấu tạo khe dãn
Khe co ngang có thể được bố trí theo khoảng cách đều hoặc bố trí theo
khoảng cách thay đổi. Thường chọn thiết kế là hình thức khe co giả. Đối với
các tuyến đường thiết kế có cấp quy mô giao thông nặng, rất nặng và cực
nặng tại các vị trí trạm thu phí, trạm dừng xe phải thiết kế khe co giả có thanh
truyền lực. Ngoài ra khe co giả có thanh truyền lực phải được thiết kế tại 3
khe có lien kết trước và sau khe dãn, 3 khe co lien tiếp trước khi chuyển sang
loại kết cấu mặt đường khác trên các tuyến thiết kế có quy mô trung bình và
nhẹ. Ngoài các trường hợp kể trên tại các khe co không cần đặt thanh truyền
lực mà dùng cấu tạo khe giả không đặt thanh truyền lực.
Tại vị trí mặt trên của khe co giả phải được cắt khe, đối với khe co giả

có thanh truyền lực chiều sâu cắt khe nên chọn khoạng 1/4 -:-1/3 chiều dày
tấm, nếu không có thanh truyền lực thì chiều sâu cắt khe khoảng 1/5 -:-1/4
chiều dày tấm. chiều rộng khe phụ thuộc vào điều kiện thi công và loại vật
liệu chèn khe, nên chọn chiều rộng khe trong khoảng 3-:-8mm, cắt khe xong
phải lấp đầy khe bằng vật liệu chèn khe. Việc cắt khe được tiến hành một lần
đối với đường cấp III trở xuống, đối với đường cao tốc, đường cấp I, cấp II
việc cắt khe được tiến hành 2 lần: cắt tạo thành hình giật cấp trên to dưới bé,
khe cắt bên trên được mở rộng với chiều rộng khe cắt từ 7-:-10mm, bên dưới
nên thiết kế dải đệm lót để khống chế chiều sâu rót vật liệu chèn khe.
24
Khe dãn phải được bố trí tiếp giáp với cầu hoặc tại các vị trí giao nhau
với các đường khác. Số lượng các loại khe dãn được bố trí tùy theo trị số giãn
nở của BTXM nhiều hay ít. Chiều rộng của khe dãn nên thiết kế trong khoảng
20-:- 25mm, trong khe bố trí vật liệu chèn khe, bản đệm và thanh truyền lực
có thể di động
Thanh truyền lực của khe ngang (khe co, khe dãn) phải dùng cốt thép
tròn trơn. Đường kính, chiều dài và khoảng cách bố trí thanh truyền lực tùy
theo chiều dày tấm BTXM. Khoảng cách tối thiều của thanh truyền lực ngoài
cùng đến mép ngoài của tấm nên trong khoảng 150-:-200mm.
Các loại khe mặt đường BTXM sân bay
Cấu tạo khe nối của mặt đường BTXM sân bay
Ngay từ lúc sau khi thi công cũng như trong quá trình khai thác, các
tấm của mặt đường BTXM sân bay luôn chịu tác động của nhân tố thiên nhiên
khác nhau. Các tác động này gây ra trong tấm mặt đường BTXM sân bay ứng
suất nhiệt và ứng suất co ngót. Những ứng suất này càng lớn nếu tấm càng
dài; đối với các tấm dài chúng có thể lớn đến nỗi vật liệu không chịu được và
bắt đầu xuất hiện các vết nứt nhiệt độ, tức là mặt đường bị phá hỏng ngay cả
khi không có tải trọng khai thác. Để tránh điều đó, trong mặt đường BTXM
người ta làm các khe co và khe dãn chia mặt đường BTXM thành các tấm với
các kích thước được quyết định trên cơ sở chống ứng suất nhiệt hoặc ứng suất

co ngót.
Trong thực tế mặt đường BTXM còn bị uốn vồng do nhiệt độ thay đổi
không đều theo chiều dầy tấm mặt đường BTXM. Vì vậy người ta còn bố trí
khe uống vồng.
Mặt đường BTXM sân bay thường là rộng nên tuỳ theo việc bố trí khe
dọc theo mặt đường BTXM hay ngang mà còn gọi là khe dọc và khe ngang.
25
Các khe trong mặt đường BTXM sân bay là nhân tố ảnh hưởng xấu
đến sự làm việc của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng khai thác do bánh
máy bay gây ra vì khi đặt tải ở khe (cạnh hoặc góc tấm) thì trong tấm xuất
hiện ứng suất lớn hơn so với khi đặt tải ở giữa tấm.
Để giảm ảnh hưởng xấu của khe đến khả năng chịu lực của mặt đường
BTXM sân bay người ta thường làm các mối nối để phân bố tải tọng đặt trên
khe cho các tấm cạnh nhau.
Mối nối tốt hơn cả là mối nối có thanh truyền lực (Bảng 2.1). Trong
một số trường hợp có thể sử dụng các loại mối nối khác trong khe hoặc tăng
cường cạnh tấm bằng cốt thép hoặc làm dày thêm ở đó; ở khe dãn ngang nên
dùng tấm móng đặt dưới khe. Phần mép tấm trong mặt đường bê tông và bê
tông ít thép được tăng cường cốt xung quanh bằng các khung kim loạn hàn
gồm 3 - 5 thanh với đường kính 12 - 14mm đặt cách nhau 20cm. Mỗi khung
bao gồm cốt trên và cốt dưới đường kính 13 - 14mm nối với nhau bằng cốt thi
công 6mm.