Nghiên cứu đánh giá sử dụng bê tông nhựa polime trong công tác sửa chữa lún vệt bánh xe trên mặt cầu Thanh Trì

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

----------------------

BÙI VĂN CHIẾN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỬ DỤNG BÊ TÔNG
NHỰA POLIME TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA
LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MẶT CẦU THANH TRÌ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT


2

Hà Nội - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

----------------------

BÙI VĂN CHIẾN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỬ DỤNG BÊ TÔNG
NHỰA POLIME TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA
LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MẶT CẦU THANH TRÌ

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

Mã số: 60.58.02.05.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
TS. Nguyễn Quang Phúc


2

Hà Nội - 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể các thầy,
các cô, các cán bộ trong Trường Đại học giao thông vận tải đã tận tình dạy
bảo, hướng dẫn tôi trong xuất quá trình học tập và nghiên cứu tại đây. Tôi đặc
biệt cảm ơn thầy Nguyễn Quang Phúc đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo trong
quá trình làm luận văn.
Tôi cũng trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo Công ty Cổ phần tư vấn đầu
tư & Xây dựng ALPHA nơi tôi công tác, Ban duy tu hạ tầng giao thông - Sở
giao thông vận tải Hà Nội; Công ty CP tư vấn giám sát Hoàng Long; Công ty
CP xây dựng và thương mại Nhật Anh; Tổng công ty xây dựng công trình
hàng không - ACC - Xí nghiệp tư vấn và kiểm định chất lượng ACC; Công ty
ADCo.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn thân tình tới những người thân trong
gia đình tôi, tới tất cả các bạn của tôi đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong xuất

quá trình học tập.
Hà Nội, ngày

tháng 10 năm 2015
Tác giả

Bùi Văn Chiến


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................i
MỤC LỤC.....................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................v
DANH MỤC HÌNH VẼ...............................................................................vi
CÁC THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA...................................................viii
MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
CHƯƠNG 1 ..................................................................................................6
TỔNG QUAN VỀ DẠNG HƯ HỎNG LÚN VỆT BÁNH XE ...................6
TRÊN MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA....................................................6
1.1. Thế nào là dạng hư hỏng lún vệt bánh xe?..........................................6
1.2. Đặc điểm nhận dạng mặt đường lún vệt bánh xe.................................8
1.2.1. Lún vệt bánh xe do lớp móng, nền đường yếu (lún vệt bánh kết
cấu)...........................................................................................................9
1.2.2. Lún vệt bánh xe do lớp mặt bê tông nhựa....................................11
1.2.3. Lún vệt bánh xe do nền đất, móng và mặt bê tông nhựa yếu.......15
1.3. Các nguyên nhân xuất hiện lún vệt bánh xe......................................15
1.3.1. Nguyên nhân do nhiệt không khí độ cao (môi trường bên ngoài)15
1.3.2. Nguyên nhân do tải trọng xe và lưu lượng xe..............................18

1.3.3. Nguyên nhân do công tác khảo sát, thiết kế.................................19
1.3.4. Nguyên nhân do công tác thi công...............................................22
1.3.5. Nguyên nhân do tải trọng vượt quá của xe cộ..............................23
1.4. Nhận xét và tóm tắt Chương 1...........................................................26
CHƯƠNG 2 ................................................................................................27
CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG LÚN .........27
VỆT BÁNH XE VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Ở VIỆT NAM...................27
2.1. Thiết kế kết cấu mặt đường................................................................27
2.1.1 Các giải pháp tổng thể về thiết kế nền đất, các lớp móng và lớp
mặt bê tông nhựa....................................................................................27


iii

2.1.2. Thiết kế và kiểm soát chất lượng nhựa đường.............................32
2.2. Lựa chọn lớp mặt bê tông nhựa.........................................................34
2.2.1. Mặt đường bê tông nhựa polyme cải tiến.....................................34
2.2.2. Mặt đường bê tông nhựa Multiphalte Nhựa.................................35
2.2.3. Mặt đường bê tông nhựa cốt sợi thủy tinh....................................37
2.3. Đảm bảo chất lượng thi công.............................................................38
2.3.1. Công nghệ sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa...................................38
2.3.2. Công nghệ thi công.......................................................................39
2.4. Quản lý và khai thác đường hợp lý....................................................44
2.4.1. Hiện trạng công tác quản lý, khai thác đường bộ.........................44
2.4.2. Đề xuất nâng cao công tác quản lý, khai thác đường bộ tại Việt
Nam........................................................................................................49
2.5. Kết luận chương 2..............................................................................54
CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH SỬ DỤNG BÊ TÔNG NHỰA POLIME TRONG CÔNG
TÁC SỬA CHỮA LÚN VỆT BÁNH XE TRÊN MẶT CẦU THANH TRÌ

.....................................................................................................................55
3.1. Hiện trạng hư hỏng mặt cầu Thanh Trì..............................................55
3.1.1. Vị trí của đoạn nghiên cứu đánh giá.............................................55
3.1.2. Đánh giá nguyên nhân hư hỏng và đề xuất giải pháp khắc phục. 61
3.2. Công nghệ xử lý vệt lún bánh xe trên mặt cầu Thanh Trì đảm bảo an
toàn giao thông đoạn từ Km164+442 đến Km165+442...........................64
3.2.1. Đặc điểm của dự án......................................................................64
3.2.2. Phân loại nhựa để lựa chọn mác nhựa..........................................66
3.2.3. Những nghiên cứu nhằm đánh giá nhựa 60/70 tương ứng với mác
PG...........................................................................................................71
3.2.4. Phân tích lựa chọn mác nhựa theo nhiệt độ cho dự án theo đặc
tính sử dụng (PG)...................................................................................72
3.2.5. Cộng mác nhựa phụ thuộc lưu lượng và vận tốc khai thác..........73


iv

3.2.6. Kết luận chung..............................................................................74
3.3. Giải pháp thiết kế...............................................................................74
3.3.1. Kết cấu mặt đường hiện trạng......................................................74
3.3.2. Kết cấu sửa chữa mặt cầu Thanh Trì............................................75
3.4. Triển khai thi công.............................................................................77
3.4.1. Các căn cứ lập biện pháp thi công lớp phủ mặt cầu Thanh Trì
đoạn Km164+442 đến Km165+442 phía hạ lưu....................................77
3.4.2. Công tác chuẩn bị.........................................................................78
3.4.3. Tổ chức thi công trên hiện trường................................................81
3.5. Đánh giá chất lượng sau khi đưa vào khai thác sử dụng. .................90
3.5.1. Kết quả đo độ bằng phẳng mặt đường bằng thước 3m...................90
3.5.2. Kết quả đo độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát..........91
3.6. Kết luận chương 3..............................................................................92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................94
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................97
PHỤ LỤC....................................................................................................99


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT
Tên bảng
Trang
Bảng 0.1. Số liệu mạng lưới đường bộ Việt Nam theo vật liệu lớp mặt.......7
Bảng 2.2. Yêu cầu về các chỉ tiêu kỹ thuật của bê tông nhựa polime.........35
Bảng 2.2. So sánh nhựa đường thông thường và Multiphalte.....................36
Bảng 3.1. Bảngtổng hợp số lượng và loại xe cân tải trọng trục..................60
Bảng 3.2. Bảng quy đổi trục đơn bánh đôi ở mức quá tải về trục tiêu chuẩn
10T...............................................................................................................61
Bảng 3.3: Điều chỉnh mác nhựa theo điều kiện giao thông........................70
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường PMB3.............................79
Bảng 3.5. Kết quả đo độ bằng phẳng bằng thước 3 mét.............................91
Bảng 3.6. Kết quả đo độ nhám bằng phương pháp rắc cát..........................92


vi

DANH MỤC HÌNH VẼ
TT
Tên hình
Trang
Hình 1.1. Hư hỏng lún bánh xe trên QL1A đoạn Hà Nam - Thanh Hóa......8

Hình 1.2. Hư hỏng lún bánh xe trên QL9......................................................8
Hình 1.3. Lún vệt bánh xe do lớp móng, nền đường yếu............................10
Hình 1.4. Lún vệt bánh xe do chảy dẻo lớp bê tông nhựa...........................12
Hình 1.5. Lún chảy dẻo lớp bê tông nhựa trên mặt cầu Thanh Trì.............13
Hình 1.6. Lún lớp mặt bê tông nhựa...........................................................14
Hình 1.7. Lún vệt bánh xe do lớp bê tông nhựa, móng đường và nền đường
.....................................................................................................................15
Hình 1.8: Quan hệ giữa nhiệt độ không khí với nhiệt độ các loại áo đường
.....................................................................................................................16
Hình 1.9: Mô hình tương tác nhiệt độ của kết cấu áo đường......................17
Hình 1.10.Ảnh hưởng của tải trọng bánh xe đến lún vệt hằn bánh xe........18
Hình 1.11: Sơ đồ ứng suất cắt trượt theo chiều sâu.....................................24
Hình 1.12: Lún vệt bánh xe tại nút giao thông nơi có xe nặng lưu thông do
lực ngang phát sinh bởi điều kiện tăng, giảm tốc của xe nặng....................25
Hình 1.13: Điển hình hư hỏng lún vệt bánh xe nơi có xe nặng lưu thông do
lớp móng dưới hoặc nền đất........................................................................25
Hình 2.1. Dây chuyền sản xuất bê tông nhựa..............................................39
Hình 2.2. Trạm kiểm soát tải trọng lưu động..............................................54
Hình.3.1. Cầu Thanh Trì..............................................................................55
Hình3.2. Vị trí đoạn nghiên cứu (ảnh chụp ngày 3/4/2015)........................56
Hình 3.3. Mặt cắt ngang hiện trạng đoạn hư hỏng......................................56
Hình 3.4. Bình đồ hiện trạng đoạn hư hỏng................................................57
Hình 3.5. Chi tiết kết cấu vệt hằn lún bánh xe cầu Thanh Trì.....................58
Hình 3.6. Khoan lấy lõi mặt đường cầu Thanh Trì......................................59
Hình 3.7. Lún vệt bánh xe trên cầu Thanh Trì............................................62
Hình 3.8. Biểu đồ nhiệt độ cao nhất trong 10 năm (2001-2010) tại Hà nội65


vii

Hình 3.9. Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG76-10...................................68
Hình 3.10. Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG70-xx.................................69
Hình 3.11. Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG64-xx.................................69
Hình 3.12. Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ mặt đường Nhựa...................72
Hình 3.13. Kết cấu mặt cầu Thanh Trì hiện trạng.......................................75
Hình 3.14. Kết cấu sửa chữa mặt cầu Thanh Trì ........................................75
Hình 3.15. Kết quả TN hằn lún đối với hỗn hợp BTN polime PMB3........76
Hình 3.17. Sửa chữa mặt cầu Thuận Phước................................................76
Hình 3.18. Sử dụng BTN polime trên đèo cả..............................................77
Hình 3.19. Quy trình sản xuất nhựa đường polime.....................................78
Hình 3.20. Trạm trộn BTN..........................................................................80
Hình 3.21. Cào bóc lớp bê tông nhựa mặt cầu Thanh Trì...........................82
Hình 3.22. Vệ sinh mặt cầu Thanh Trì̀........................................................82
Hình 3.23. Thi công chống thấm bằng Radcon7.........................................85
Hình 3.24. Thi công lớp bê tông nhựa polime.............................................89
Hình 3.25. Một số hình ảnh mặt bê tông nhựa polime cầu Thanh Trì ngày
15.6.2015.....................................................................................................90
Hình 3.26. Đo độ bằng phẳng mặt cầu bằng thước 3m...............................91
Hình 3.27. Đo độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát...................92


viii

CÁC THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA
Bê tông nhựa nóng (Hot mix asphalt-HMA)
Hỗn hợp bao gồm các cốt liệu (đá dăm, cát, bột đá) được trộn đồng đều
và được bitum bọc kín. Tại trạm trộn, các cốt liệu được sấy nóng và trộn với
nhau sau đó được trộn với bitum theo 1 tỷ lệ đã thiết kế để tạo ra hỗn hợp bê
tông Nhựa nóng. Hỗn hợp này được vận chuyển ra công trường và đổ vào
máy rải, được máy rải phân bố đều trên mặt đường thành 1 lớp phẳng. Lớp

hỗn hợp BTN vừa rải sẽ được lu lèn đến khi đạt độ chặt thích hợp. Tất cả các
công tác vận chuyển, rải và lu lèn đều được tiến hành khi hỗn hợp bê tông
Nhựa vẫn còn nóng.
Bê tông nhựa nóng sau đây được gọi tắt là bê tông nhựa và ký hiệu là BTN.
Bê tông nhựa cấp phối chặt (Dense-graded HMA )
Bê tông nhựa sử dụng cấp phối cốt liệu chặt (thường được gọi là Bê
tông nhựa chặt). Cấp phối cốt liệu chặt là loại cấp phối có lượng hạt thô, hạt
trung gian và hạt mịn gần tương đương nhau, tạo điều kiện để khi đầm nén
các hạt cốt liệu dễ chặt khít với nhau nhất, Bê tông nhựa cấp phối chặt có độ
rỗng dư nhỏ, thường từ 3-5% (hoặc 3-6%).
Bê tông nhựa sử dụng cấp phối cốt liệu hở (còn được gọi là Bê tông
nhựa rỗng). Cấp phối cốt liệu hở là loại cấp phối có lượng hạt mịn chiếm một
tỷ lệ nhỏ trong hỗn hợp. Đường cong cấp phối loại này tại vùng hạt mịn có xu
thế nằm ngang và có giá trị gần bằng không (0). Cấp phối này có độ rỗng dư
lớn do không đủ lượng hạt mịn lấp đầy lỗ lỗng giữa các hạt thô. Bê tông nhựa
rỗng có độ rỗng dư lớn nhất so với Bê tông nhựa chặt và Bê tông nhựa cấp
phối gián đoạn.
Loại Bê tông nhựa rỗng làm lớp móng (base course), thường không sử
dụng bột khoáng, có độ rỗng dư từ 6-12%.
Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt
Là loại Bê tông nhựa rỗng có độ rỗng dư 15-22% hoặc Bê tông nhựa
cấp phối gián đoạn có độ rỗng dư 10-15%. Loại lớp phủ này có tác dụng ngăn


ix

ngừa hiện tượng màng nước gây ra khi xe chạy với tốc độ cao, tăng khả năng
kháng trượt giữa của mặt đường và giảm đáng kể tiếng ồn khi xe chạy. Loại
Bê tông Nhựa này thường sử dụng bitum cải thiện polymer.
Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu (Maximum size of aggregate)

Cỡ sàng nhỏ nhất mà lượng lọt qua cỡ sàng đó là 100%.
Cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu (Nominal maximum size of
aggregate)
Cỡ sàng lớn nhất mà lượng sót riêng biệt trên cỡ sàng đó không lớn hơn 10%.
Cốt liệu thô (Coarse aggregate)
Cốt liệu hầu hết có kích cỡ nằm trên sàng 4,75 mm. Còn được gọi là đá dăm.
Cốt liệu mịn (Fine aggregate)
Cốt liệu có kích cỡ lọt qua sàng 4,75 mm và hầu hết nằm trên sàng
0,075 mm. Còn được gọi là cát. Là sản phẩm khoáng thiên nhiên (cát tự
nhiên) hoặc sản phẩm nghiền từ đá tảng (cát xay).
Bột khoáng (Mineral filler)
Sản phẩm được nghiền mịn từ đá các bô nát (đá vôi can xit, đolomit ...),
từ xỉ bazơ của lò luyện kim hoặc là xi măng, có ít nhất 70% lọt qua sàng
0,075 mm.
Hàm lượng bitum (Bitumen content)
Lượng bitum trong hỗn hợp BTN. Có hai cách biểu thị hàm lượng
bitum, hoặc tính theo phần trăm của tổng khối lượng hỗn hợp BTN (cốt liệu
thô, cốt liệu mịn, bột khoáng, bitum), hoặc tính theo phần trăm tổng khối
lượng cốt liệu (cốt liệu thô, cốt liệu mịn, bột khoáng).
Cách biểu thị hàm lượng bitum theo phần trăm của tổng hỗn hợp BTN,
ký hiệu là Pb, được áp dụng phổ biến trên thế giới và được sử dụng trong
Luận văn này.
Hàm lượng bitum tối ưu (Optimum Nhựa content)
Hàm lượng bitum được xác định khi thiết kế BTN, tương ứng với một
tỷ lệ phối trộn cốt liệu đã chọn và thỏa mãn nhất tất cả các yêu cầu kỹ thuật


x

quy định với cốt liệu và BTN được chỉ ra tại Tiêu chuẩn thi công và nghiệm

thu Bê tông Nhựa đó.
Hàm lượng bitum hấp phụ (Absorbed Nhựa Content)
Lượng bitum bị cốt liệu hấp phụ vào trong các lỗ rỗng ở bề mặt hạt cốt
liệu, được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng của hỗn hợp cốt liệu; ký
hiệu là Pba.
Hàm lượng bitum có hiệu (Effective Nhựa content)
Hàm lượng bitum có hiệu của hỗn hợp BTN được tính bằng lượng bitum
có trong hỗn hợp BTN trừ đi lượng bitum bị hấp phụ vào hạt cốt liệu, ký hiệu là
Pbe. Hàm lượng bitum có hiệu được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng
của hỗn hợp BTN. Lượng bitum có hiệu tạo nên lớp phủ bề ngoài các hạt cốt
liệu và là lượng bitum chi phối các đặc tính cơ lý của hỗn hợp BTN.
Độ rỗng dư (Air voids)
Tổng thể tích của tất cả các bọt khí nhỏ nằm giữa các hạt cốt liệu đã
được bọc bitum trong hỗn hợp BTN đã đầm nén. Độ rỗng dư được biểu thị
bằng phần trăm của thể tích mẫu hỗn hợp BTN đã đầm nén, ký hiệu là Va.
Độ rỗng cốt liệu (Voids in the mineral aggregate)
Thể tích của khoảng trống giữa các hạt cốt liệu của hỗn hợp BTN đã
đầm nén, thể tích này bao gồm độ rỗng dư và thể tích bitum có hiệu cộng lại.
Độ rỗng cốt liệu được biểu thị bằng phần trăm của thể tích mẫu hỗn hợp BTN
đã đầm nén, ký hiệu là VMA.
Độ rỗng lấp đầy bitum (Voids filled with nhựa)
Thể tích của khoảng trống giữa các hạt cốt liệu (VMA) bị phần bitum
có hiệu lấp đầy. Độ rỗng lấp đầy bitum được biểu thị bằng phần trăm của thể
tích bitum có hiệu chia cho độ rỗng cốt liệu (VMA), ký hiệu là VFA.
Độ ổn định nhiệt của bê tông nhựa
Là chỉ tiêu đánh giá sự thay đổi các tính chất của bê tông nhựa khi nhiệt
độ thay đổi.


xi

Tỷ trọng lớn nhất (Maximum Specific Gravity)
Tỷ trọng của hỗn hợp BTN khi hỗn hợp đó không có độ rỗng dư (độ
rỗng dư bằng 0), được ký hiệu là Gmm.
Tỷ trọng khối (Bulk Specific Gravity)
Là tỷ lệ giữa khối lượng cân trong không khí (sau khi sấy khô) của một
đơn vị thể tích cốt liệu (bao gồm cả thể tích của các lỗ rỗng trên bề mặt hạt
cốt liệu) chia cho khối lượng cân trong không khí của một thể tích nước cất
tương đương ở cùng một nhiệt độ xác định.
Tỷ trọng khối (bão hòa-khô bề mặt)(Bulk Specific Gravitysaturated surface-dry)
Là tỷ lệ giữa khối lượng cân trong không khí (sau khi ngâm bão hòa và
làm khô bề mặt) của một đơn vị thể tích cốt liệu (bao gồm cả thể tích của các
lỗ rỗng trên bề mặt hạt cốt liệu) chia cho khối lượng cân trong không khí của
một thể tích nước cất tương đương ở cùng một nhiệt độ xác định.
Tỷ trọng biểu kiến (Apperent Specific Gravity)
Là tỷ lệ giữa khối lượng cân trong không khí (sau khi sấy khô) của một
đơn vị thể tích cốt liệu (không bao gồm thể tích của các lỗ rỗng trên bề mặt
hạt cốt liệu) chia cho khối lượng cân trong không khí của một thể tích nước
cất tương đương ở cùng một nhiệt độ xác định.
Độ hấp phụ nước (Absorption)
Là sự tăng khối lượng cốt liệu do nước thấm vào trong các lỗ rỗng trên
bề mặt hạt cốt liệu. Độ hấp phụ nước được biểu thị bằng % khối lượng cốt
liệu khô.


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Hiện tượng bề mặt đường lún dọc theo vệt bánh xe, làm hư hỏng kết
cấu mặt đường, gây trơn trượt, nguy hiểm tới an toàn chạy xe, đặc biệt trong

điều kiện trời mưa hoặc ban đêm... Hiện tượng này xảy ra khá phổ biến tại
các tuyến quốc lộ trên phạm vi cả nước.
Theo kết quả khảo sát, thống kê thực tế trên hệ thống quốc lộ (QL),
hiện tượng hằn lún tập trung chủ yếu trên các tuyến có lưu lượng, tải trọng xe
chạy lớn như QL 1, 3, 5, 7; các vùng có thời tiết nắng nóng kéo dài; các vị trí
có đặc thù như gần trạm thu phí, đường cong, đèn tín hiệu giao thông, trạm
kiểm tra của cảnh sát giao thông. Hằn lún xuất hiện trên cả ba miền, không
chỉ những dự án đã đưa vào khai thác, sử dụng từ sáu đến tám năm, kể cả các
công trình mới đưa vào sử dụng, dự án sử dụng vốn trái phiếu Chính phủ,
ngân sách Nhà nước, BOT hay ODA, trên mặt đường hay trên mặt cầu, tất cả
đều "dính" hằn lún vệt bánh xe.
Dọc tuyến QL1 khu vực phía bắc, đoạn Hà Nội - Lạng Sơn; Phủ Lý Hà Nam; đoạn qua Ninh Bình (mới được thi công cải tạo, nâng cấp và còn
chưa bàn giao hết thời gian bảo hành), mặt đường cũng rải rác xuất hiện một
số điểm hằn lún theo vệt bánh xe. Càng vào sâu miền trung, hiện tượng hằn
lún càng xuất hiện phổ biến, nhiều đoạn mặt nhựa xô dạt, tạo thành những
"làn sóng" nhấp nhô. Trên QL1 đoạn Thanh Hóa - Thừa Thiên - Huế có
khoảng 70 km (chiếm 13% chiều dài tuyến) bị "gồ sống trâu", trong đó tập
trung hư hỏng nặng nhất ở khu vực Vinh - Ðông Hà. Tuyến tránh TP Vinh
(Nghệ An), lớp bê-tông nhựa mặt đường bị hóa dẻo, phát sinh những vết hằn
theo bánh xe sâu 5 - 7 cm chạy suốt gần 20 km; đoạn qua Diễn Châu (Nghệ
An), có vệt lún sâu đến hơn 10 cm. Trên mặt cầu Bến Thủy 2, mới được khai
thác chưa đầy một năm nhưng mặt cầu đã in những vệt bánh xe sâu chừng 10
- 12 cm. Nhiều đoạn đường QL1 khu vực miền trung vừa được thảm lại
nhưng đã bị lún nặng, tại nhiều điểm, các đơn vị quản lý đường buộc phải


2
"gọt" bớt lớp nhựa trồi lên để xe du lịch đi qua không bị chạm gầm hoặc bóc
lớp bê-tông nhựa thảm lại.

Hình 1. Tình hình lún vệt bánh xe tại Việt Nam
Ðoạn Ðà Nẵng - Khánh Hòa hằn lún dài hơn 90 km (chiếm khoảng
15%), trong đó, nhiều đoạn lún sâu hơn 7 cm, diện tích vệt lún tương đương
150 nghìn m2. Thậm chí, đoạn qua Bình Ðịnh - Phú Yên, khu vực đèo Cù
Mông, Rọ Tượng, nhiều chỗ lún sâu 12 đến 15 cm. Tại Dự án tăng cường an


3
toàn giao thông các QL phía bắc Việt Nam, gói thầu số 1, 2 trên QL3 (từ Km
54+560 - Km 62+450), xuất hiện các vệt lún, phạm vi ảnh hưởng khoảng
1.900 m (tương đương 5.700 m2), nằm cả bên trái và bên phải tuyến. Trên
QL5 đoạn Km 94+20 - Km 99+240 (gói thầu số 11, dự án cải tạo, khôi phục
mặt đường QL5), hằn lún ảnh hưởng gần 1.900 m (tương đương 6.635 m2),
cả trái và phải tuyến. Một số hình ảnh lún vệt bánh xe tại Việt Nam:
Lún vệt bánh xe không chỉ xảy ra ở Việt Nam mà còn xảy ra ở nhiều
nước khác trên thế giới như Thái Lan, Hà Lan, Mỹ…

Hình 2. Lún vệt bánh xe ở Thái Lan (hình trái), tại Hà Lan (hình phải)

Hình 3. Lún vệt bánh xe ở Mỹ
Như vậy hư hỏng đường dạng lún vệt bánh xe của mặt đường bê tông
nhựa nhựa hiện đang là vấn đề nóng mà không chỉ có giới chuyên môn, các
nhà khoa học trong lĩnh vực đường bộ quan tâm. Các yếu tố ảnh hưởng đến
lún vệt bánh xe đã được đề cập trong nhiều tài liệu chuyên ngành về bê tông


4
as-phalt sử dụng cho mặt đường. Nhiều công trình nghiên cứu nước ngoài đã
công bố về mức ảnh hưởng đến lún vệt bánh xe của từng yếu tố riêng.
Đề tài “Nghiên cứu đánh giá sử dụng bê tông nhựa polime trong

công tác sửa chữa lún vệt bánh xe trên mặt cầu Thanh Trì” là một hướng
nghiên cứu để đưa ra một phương án nhằm khắc phục hiện tượng lún vệt bánh
xe mặt đường bê tông nhựa as-phalt.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích các nguyên nhân của biến dạng lún vệt bánh xe trên mặt
đường bê tông nhựa và các giải pháp giảm thiểu phá hoại kết cấu mặt đường
bê tông nhựa dạng lún vệt bánh xe.
Đánh giá việc sử dụng bê tông nhựa polime trong công tác sửa chữa lún
vệt bánh xe của mặt cầu Thanh Trì.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là dạng hư hỏng lún vệt bánh xe trên mặt đường
bê tông nhựa, phân tích đánh giá công nghệ sử dụng bê tông nhựa polime
trong công tác sửa chữa hư hỏng lún vệt bánh xe trên mặt cầu Thanh.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu nguyên nhân của biến
dạng lún vệt bánh xe trên mặt đường bê tông nhựa, các giải pháp khắc phục
dạng hư hỏng này đã và đang áp dụng. Đề xuất nghiên cứu ứng dụng bê tông
nhựa polime trong công tác sửa chữa lún vệt bánh xe trên mặt cầu Thanh Trì.
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp
nghiên cứu phân tích thực nghiệm.
Khảo sát đánh giá và thống kê thực nghiệm.
6. Kết cấu của luận văn
Luận văn gồm 3 chương và phần kết luận, kiến nghị:
Đặt vấn đề nghiên cứu


5
Chương 1: Tổng quan về dạng hư hỏng lún vệt bánh xe trên mặt đường
bê tông nhựa.

Chương 2: Các giải pháp khắc phục hiện tượng hư hỏng lún vệt bánh
xe và khả năng áp dụng ở Việt Nam.
Chương 3: Phân tích sử dụng bê tông nhựa polime trong công tác sửa
chữa lún vệt bánh xe trên mặt cầu Thanh Trì.
Phần: Kết luận và kiến nghị.


6
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ DẠNG HƯ HỎNG LÚN VỆT BÁNH XE
TRÊN MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
Chương này tập trung nghiên cứu tổng quan về hư hỏng lún vệt bánh
xe trên mặt đường bê tông nhựa, làm rõ khái niệm hư hỏng lún vệt bánh xe,
phân loại các dạng hư hỏng lún vệt bánh xe hiện nay tại Việt Nam và trên thế
giới. Phân tích các nguyên nhân dẫn đến hư hỏng lún vệt bánh xe.
1.1. Thế nào là dạng hư hỏng lún vệt bánh xe?
Lún vệt bánh xe là biến dạng không hồi phục theo chiều dọc đường của
kêt cấu hoặc biến dạng dẻo của lớp bê tông nhựa tại những vị trí trùng phục
của tải trọng bánh xe. Nói một cách khác hư hỏng lún vệt bánh xe là hiện
tượng bề mặt mặt đường bị lún xuống theo phương dọc tại vệt bánh xe trên
mặt đường, biểu thị sự tích lũy liên tục của các biến dạng vĩnh cửu gia tăng
dưới tác dụng của tải trọng lặp của bánh xe.
Lún vệt bánh xe làm giảm khả năng phục vụ và gây hư hỏng kết cấu
mặt đường. Lún vệt bánh xe rất nguy hiểm đối với lái xe, khiến cho việc điều
khiển xe khó khăn. Khi mưa nước đọng vào các vệt lún gây trơn trượt rất
nguy hiểm.
Trên thế giới, hiện tượng hư hỏng lún vệt bánh xe mặt đường bê tông
nhựa khá phổ biến và đã được thế giới quan tâm nghiên cứu, đưa ra các giải
pháp khắc phục, bao gồm từ việc lựa chọn giải pháp thiết kế kết cấu mặt
đường, thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa phù hợp; kiểm soát và nâng cao chất

lượng vật liệu (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường) cho bê tông nhựa; kiểm
soát chất lượng lớp mặt đường bê tông nhựa trong thi công.
Với các ưu điểm nổi bật, phù hợp với yêu cầu của lớp mặt kết cấu áo
đường như là cường độ chịu tải trọng và phân bố tải trọng, đảm bảo độ bằng
phẳng, độ nhám, ít sinh bụi và hạn chế gây ồn, bê tông nhựa được lựa chọn
làm lớp mặt cho hầu hết các tuyến quốc lộ, bao gồm lớp phủ mặt cầu trên
đường cả cầu bê tông và cầu thép, các đường chính đô thị, đường chính khu


7
vực và một bộ phận đáng kể của hệ thống đường địa phương của Việt Nam.
Số liệu về mạng lưới đường bộViệt Nam theo vật liệu mặt đường được thể
hiện trong () sau đây:
Bảng 0.1. Số liệu mạng lưới đường bộ Việt Nam theo vật liệu lớp mặt
Loại
đường
theo
cấp
Quốc
lộ
Đường
tỉnh
Đường
huyện
Đường
xã
Đường
đô thị
Đường
chuyên

dùng
Tổng
cộng

Chiều dài theo loại mặt đường (km)
Tổng chiều Bê tông
dài

nhựa

Đá dăm

Bê tông

nhựa

xi măng

Cấp phối

Đất

Khác

17.020,72

5.753,70

313,19

575,92

456,19

-

9.921,72

24.749,61

4.367,13 11.945,15

544,67

4.982,82

2.859,44

50,40

53.550,32

1.853,96 11.371,24

2.804,27 15.132,41

18.787,96

3.600,48

1.651,11 13.231,86 28.437,49 38.298,29

91.818,84

1.891,89

175.329,48
9.558,02

2.771,45

3.216,14

877,18

1.251,24

1.440,11

1,90

7.490,35

438,67

1.383,88

144,54

1.968,83

3.554,43

-

287.698,50 16.836,02 41.461,46 33.384,07 62.089,78 118.460,78 15.466,39

Tại Việt Nam, ngoài những hư hỏng mặt đường bê tông nhựa như biến
dạng, xô, trượt, đẩy trồi; chảy nhựa; nứt vỡ, ổ gà..., những năm gần đây hiện
tượng hằn lún vệt bánh xe (Rut Depth) xuất hiện khá phổ biến, dẫn tới sự
suy giảm chất lượng khai thác mặt đường, gây nguy hiểm cho xe chạy và
gây bức xúc trong xã hội. Trước những năm 2008 hầu như chưa có công
trình nghiên cứu cụ thể về hư hỏng lún vệt bánh xe. Hiện nay, mặc dù hư
hỏng lún vệt bánh xe xuất hiện nhiều, tuy nhiên việc nghiên cứu về hư hỏng
lún vệt bánh xe mới chỉ là bước đầu. Vì vậy việc nghiên cứu sâu về bản chất,
nguyên nhân, giải pháp khắc phục hư hỏng lún vệt bánh xe là cần thiết, dựa
trên những kết quả nghiên cứu hư hỏng lún vệt bánh xe của thế giới cũng


8
như những kết quả nghiên cứu, khảo sát trong phòng và hiện trường trên các
công trình đường trong nước có hư hỏng lún vệt bánh xe để đưa ra các giải
pháp khắc phục phù hợp.
Một số hình ảnh lún vệt bánh xe trên các Quốc lộ của Việt Nam (Hình
1.1, hình 1.2)

Hình 1.1. Hư hỏng lún bánh xe trên QL1A đoạn Hà Nam - Thanh Hóa

Hình 1.2. Hư hỏng lún bánh xe trên QL9
1.2. Đặc điểm nhận dạng mặt đường lún vệt bánh xe

Kết cấu mặt đường mềm gồm nhiều lớp, có tầng mặt làm bằng các vật
liệu hạt có cường độ chịu lực cao hoặc các vật liệu có trộn nhựa hay tưới nhựa
đường, và tầng móng thường gồm lớp móng trên (Base) và lớp móng dưới


9
(sub-base) làm bằng các vật liệu khác nhau đặt trực tiếp trên nền đất hoặc trên
lớp đáy móng (Capping layer).
Vật liệu của các lớp cấu tạo áo đường mềm là các loại vật liệu “đàn hồi
- dẻo” như các loại đá dăm, cấp phối đá dăm, cấp phối sỏi cuội, nền đất hoặc
“đàn hồi nhớt - dẻo” như bê tông nhựa, đá dăm cấp phối trộn nhựa, đá dăm
thấm nhập nhựa, đá dăm láng nhựa. Đặc điểm của các loại vật liệu này là dưới
tác dụng của tải trọng thẳng đứng có thể được mô tả theo sơ đồ quan hệ giữa
độ lún (biến dạng thẳng đứng) dưới đây qua thí nghiệm ép lún. Mẫu thí
nghiệm được chuẩn bị theo tiêu chuẩn thí nghiệm ép lún. Các thí nghiệm ép
lún được tiến hành với điều kiện khác nhau về tải trọng P1, P2,...Pn, về độ
chặt, độ ẩm, nhiệt độ, về thành phần vật liệu v.v... Đối với mỗi cấp tải trọng
P, đo trị số độ lún toàn bộ l khi quá trình lún đã ổn định và đạt giá trị max.
Sau đó tiến hành dỡ tải (P=0) và chờ cho đến khi một phần giá trị số độ lún l
đã được phục hồi tức là độ lún dư hay còn gọi là độ lún vĩnh cửu: Như vậy
với cấp tải trọng P1 ta có:
l1 = l1PH + l1khôngPH

(1.1)

Để nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng trùng phục dưới tác dụng của
tải trọng tới độ lún toàn bộ l, lúc phục hồi l1PH và lún không hồi phục
l1khôngPH , tiến hành gia tải và dỡ tải với cấp tải trọng không thay đổi P1 lần
thứ 1, thứ hai, thứ n cho đến khi lún ổn định đạt giá trị cực đại ln max.
Sau đây là nhận dạng hư hỏng lún vệt bánh xe: có 3 dạng hư hỏng lún

vệt bánh xe gồm Lún vệt bánh xe do lớp móng, nền đường yếu (lún vệt bánh
kết cấu); Lún vệt bánh xe do lớp mặt bê tông nhựa; Lún vệt bánh xe do nền
đất, móng và mặt bê tông nhựa yếu.
1.2.1. Lún vệt bánh xe do lớp móng, nền đường yếu (lún vệt bánh kết cấu)
Là hiện tượng lớp mặt đường bê tông nhựa bị hằn lún theo vệt bánh xe,
đáy lớp bê tông nhựa bị biến dạng, mặt đường sát hai bên vệt bánh không
thay đổi độ cao so với mặt đường nguyên bản, biến dạng không hồi phục xảy
ra chủ yếu trong móng và nền đường (hình 1.3). Sự biến dạng của lớp kết cấu


10
phía dưới lớp bê tông nhựa. Sự biến dạng bề mặt đường phụ thuộc vào đặc
điểm phá hoại của các lớp móng hay nền đất dưới tác dụng trùng phục của tải
trọng nặng. Các lớp móng hay nền đất không đủ cường độ chống lại tác dụng
của tải trọng xe nặng dẫn đến biến dạng không hồi phục. Do các lớp phía dưới
biến dạng dẫn đến các lớp bê tông nhựa biến dạng theo. Có thể dễ dàng nhận
biết lún vệt bánh kết cấu qua hai đặc điểm chính là lún trên phạm vi rộng và
không tạo thành rõ rệt các mô dồn nhựa sang hai bên so với loại lún vệt bánh
do chảy dẻo lớp bê tông nhựa.

MÆt ®­êng
Bª t«ng nhùa
Mãng ®­êng
Lón vÖt b¸nh xe t¹i mãng ®­êng

Hình 1.3. Lún vệt bánh xe do lớp móng, nền đường yếu
Lớp mặt đường bê tông nhựa bị biến dạng kéo theo của móng và nền,
bề dày lớp bê tông nhựa không thay đổi đáng kể theo phương nằm ngang
đường.
Vị trí xuất hiện trên tuyến không theo phân bố nào, thường xuất hiện tại

vị trí nền móng đường bị giảm yếu cục bộ; một số trường hợp có thể xuất hiện