CÁC KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG KIỂU MỚI

NGUYỄN QUANG CHIÊU

CÁC KẾT CẤU

MẶT ĐƯỜNG KIỂU MỚI
m

(Tái bản)

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG
HA NÔI - 2011


LỜI NÓI ĐẨU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa hiện nay chúng ta đã
va đ a n g tập tru n g c ố gắng đ ể cải tạo, năng cấp m ạ n g lưới đường ôtô vốn
còn rất yếu kém của nước ta th à n h m ạ n g lưới đường từ ng bước hiện đại
h ó a , đáp ứng được yêu cầu p h á t triến của nền k in h tế quốc dân.
M ấy năm g ầ n đ â y y chí riêng việc nâng cấp cải tạo m ột s ố quốc lộ
c h ín h , Hố vỏn đầu tư đã lẽn tới h à n g chục n g h in tỉ đồng, trong đó chủ
yữỉi là vốn vay nước ngoài.
Có ƯCỈV có trá và p h ả i trả cả vôh lẫn lã i, n hiều người trong chúng ta
ngay từ hây g iờ đã e ngại việc trả m ón nợ kh ô n g lồ đó trong tương la i.
N ếu không tính toán căn thận, đầu tư kém hiệu quả th ì con cháu chúng
ta sẽ kho lòng trả noi khoản nợ không lồ đó.
Vậy p h ả i tín h toan n h ư th ế nào, p h ả i tim hiểu xem đ ầ u tư là m đường
ỏ tô cỏ Lợi. n h ư th ế nào đ ủ i việc p h á t triển nển kinh tế quốc d ã n ... là
n h ữ n g vấn đê m à chúng ta cần nghiên cứu n ắ m vững.
Đ ô đ á p ứrtíỊ y ê u c ầ u ỉ r ê n , c h ú n g t ô i đ ã b i ê n s o ạ n CUÔĨI s á c h "C á c k ế t

c ả u m ă t d ư ờ n g k iê u m ớ i"g ồ m tập hợp các bài viết và dịch th u ậ t giới
thiệu những tiến bộ kỹ thuật về xây dựng m ặt đường ôtô trong m ấy thập
kỷ qua.
H y vọng cuốn sách sẽ thật hữu ích với độc g iả .

T á c g iả

3


Phần I

CẦN ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆm LÀM

oưỪNG ÔTỐ

M ặt đường là. kết cấu quan trọng và đ ắ t tiền n h ấ t trong các h ạ n g
m ục công trin h đường ôtô. C hất ỉượng của m ặ t đường ả n h hưởng rất
lớn đến ch â t lượng khai thác đường, đến điều kiện chạy xe a n toàn, êm
th u ậ n và n h a n h chóng. Chất lượng m ặ t đường ả n h hưởng trực tiếp đến
chi p h í vận h à n h , đến niên hạn sử d ụ n g đường.
Nước ta là nước nhiệt đới, m ưa nhiều, lượng m ư a trung binh hàng
năm lên tới trên 2000m m , lại p h â n bô không đều theo m ù a , theo địa
phương. L ủ lụ t, úng ngập xay ra thường xuyên, ở Đồng bang sông c ử u
Long lủ kéo d à i hàng tháng và sau lủ lụ t th ì h à n g loạt m ặ t đường nhựa
bị

hư

h a n g n ặ n g p h ả i l à m lạ i r ấ t tô n k é m .

Ngoăi ra kin h phi duy ỉu bão dứỡĩig đường sá của ta rât eo hẹp, kỹ
th u ậ t d uy tu bảo dường lạc h ậ u , khiến m ặ t đường xuống cấp rất n h a n h .
L à m m ậ t đường bêtông xim.ăng, m ột kết cấu m ặ t đường ổn đ ịn h với
nước, công tác bảo dường rất ít, .sẽ khắc p h ụ c được các rthược đ iềm của
m ặt đường nhựa.

5


s ự ĐÓNG GÓP CỦA ĐƯỜNG ÔTÔ VÀO VIỆC
PHÁT TRIỂN KINH TẾ
Theo G iá o s ư R é m y Prucl'Homine - Đ ạ i h ọ c P tin s X íỉ

Vận tải hiện nay chủ yếu là vận tải đường bộ
Chuyên môn hóa và đổi mới là hai động lực chính của sự tãng trưởng. Chuyên mòn
hóa thì mới có thể sản xuất nhiều hàng hóa, giảm được giá thành, mở rộng thị trường và
từ đó lại mở rộng được chuyên môn hóa. Đối mới trong kỹ thuật hoặc trong quản lý thì
sẽ giảm giá thành.
Adam Smith, nhà bác học kinh tế lớn ở thế kỷ 17 là người đầu tiên dưa ra cái vòng
tròn đó của sự tăng trưởng. Tuy nhiên để cái vòng tròn đó vận hành thì hàng hóa phải
được vận chuyển nhanh đến người tiêu thụ.
Không di chuyển, không đi xa, không gặp gỡ, không va chạm, không trao đổi ý
kiến... thì sẽ không có tãng trướng kinh tế. Sự vận chuyển người và hỗn họp là một đióu
kiện cần thiết để phát triển kinh tế. Tất cả các giai đoạn phát triển kinh tê trên thê giới từ
trước đến nay đều đi cùng hoặc theo sau sự phát triển của vận tải. Sự phát triến của chíiu
Âu thời trung cổ một phần dựa trên sự cải thiện của mạng lưới dường sá sau khi tổ chúc
các hội chợ. Của cải đổ vào Venise, rồi Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha và Hà Lan saii đó là
do sự phát triển tàu thuyền đi biên của các nước nàv. Cuộc cách mạng công nghiệp ỏ' thế
kỷ XIX xác lập vị thế kinh tế của châu Âu và Hoa Kỳ trên toàn thế giới là dựa Ìrên sự

phát minh ra đầu máy hơi nước và vận tải đường sắt.
Và gẩn đây sự phát triển kinh tế mạnh mẽ ở các nước phương Tày, Nhật Bản và Mỹ
sau chiến tranh thế giới lần thứ II gắn liền với sự phát triển nhanh chóng của ngành ván
tải ôtô. Nếu xem vận tải mặt đất là thành phần chủ yếu thì vai trò của đường bộ có một
sự phát triển nhảy vọt.
Cho đến thế kỷ XVIII, đường bộ còn đóng một vai trò nhỏ bé. Người ta đi lại chú yeu
bằng đôi chân và ngựa; ở thế kỷ XVIII Napoléon cũng hành quân với cùng một tốc (lộ
như César trước Công nguyên.
Đến thế kv XIX, đường sắt với đầu máy hơi nước đã tạo nên một bước nhảy vọt về
tốc độ, tiện nghi và năng lực vận chuyển. Và đường sắt đã lấn át đường bộ: vận tải Iĩiặt
đất (hành khách và hàng hóa) trong thế kỷ XIX là vận tải đường sắt. Đến thế ký XX ôtô
đã có những bước tiến bộ đáng ké’ về tốc dộ, tiện nghi, nãng lực vận chuyển và lính cơ
6


động. Hàng loạt ôtô đời mới ra đời ở Mỹ, châu Âu và ở Nhật Bản... kéo theo sự phát
triển nhanh chóng mạng lưới đường bộ trên toàn thế giới.
Và vận tải mặt đất trên toàn thế giới ngày nay chủ yếu là vận tải đường bộ. Trong
thực tế vận tải đường bộ chiếm một tỷ lệ lớn hơn nhiều so với tỷ lệ xác định theo cách
tính toán hiện nav. Lý do là người ta vẫn tiếp tục đo khối lượng vận tải bằng đại lượng
vật lý (tấn/km hay hành khách/km) trong lúc đó từ sau đại chiến thế giới lần íhứ II các
hoạt động của mọi lĩnh vực khác được tính theo giá trị (bằng tiền). Với cách tính theo
đại lượng vật lý thì ngành vận tải đường sắt chiếm khoảng 20% tổng số vận tải mặt đất,
trong lúc đó nếu tính theo giá trị thị phần của vận tải sắt chỉ chiếm dưới 5% tổng giá trị,
95% còn lại là vận tải đường bộ đảm nhận. Như vậy nếu tính theo chỉ tiêu giá trị như các
ngành khác thì vận tải đường bộ lớn hơn vận tải đường sắt gần 20 lần. Vì vậy vận tải
ngày nay là vận tải đường bộ mà hiệu quả vận tải ngày nay chính là hiệu quả của các
con đường.
Đường ôtô đóng góp vào việc phát triển kinh tê như thế nào?
Từ thế kỷ XVII, Adam Smith đã giải thích về việc sản xuất của một không gian kinh

tố thu hẹp, thường là trong một nước, theo hai yếu tố sản xuất là tiền vốn và lao động.
Trong một không gian nếu có nhiều vốn (K) và lao động (L) thì việc sản xuất của cải và
dịch vụ (Y) của không gian đó sẽ nhiều.
Ađam Smith đã xác định cái gọi là "hàm sản xuất" như sau:
Y = f(K.L)
Đã có nhiều tác giả biếu thị hàm sô này dưới các dạng khác nhau, trong đó hàm sô
mũ của Cobb - Douglas được nhiổu người sử dụng:
Y = a*.k“*. Lp
Nếu biết được a, a , p thì có thể dự báo được sản xuất sẽ tăng trưởng bao nhiêu khi
lăng một tỷ đô la tiền vốn hoặc số lao động tăng thêm 100.000 người.
Trong thời kỳ sau T hế chiến thứ II, hàm số mũ của Cobb - Doulgas là công cụ chủ
yếu để phân tích định lượng. Sau một thời gian sử dụng, hàm sản xuất này đã được bổ
sung và hòan chỉnh dần. Một bổ sung quan trọng do Aschauer đề xuất năm 1979 là đưa
ihêm nhân tố sản xuất khác là cơ sở hạ tầng (J) vào hàm sản xuất. Và hàm sản xuất sẽ
lhành hàm sản xuất mở rộng.
Y = f(K, L, J)
Có thể sử dụng hàm sản xuất mở rộng này để xác định sự đóng góp của cơ sở hạ
tầng (J) vào sản xuất (Y). Nếu ta có số vốn, số lao động và các cơ sở hạ tầng của
từng vùng hoặc từníỉ tỉnh trong một nước thì có thể tính được nếu bổ sung cho cơ sở
7


hạ tầng một đồng thì sẽ tăns được bao nhiêu sán phám khi khòníi thay đổi \'òn và số
người lao động.
Mỹ và một số nước đã tiến hành tính toán và dã tìm được các tv suất lợi nhuận tươnc
đối cao. ơ Pháp, Bernard Fristch trong luận án liến sĩ công bố nãm 1999 tại trưòìiíi Quốc
gia Cầu đường cũng đã tiến hành tính toán, đầu tiên với toàn bộ các cơ sớ hạ lầna rồi sau
đó chỉ với cơ sớ hạ tầng đường bộ cấp tỉnh; các kết qua tìm được là lớn và tin cậv đã cho
thấv là các cơ sớ hạ tầng công cộng, đặc biệt là dườns bộ đã 2 Óp phần đáng ké vào việc
phát triển kinh tế. Trong một vùng lãnh thổ đã cho, với một số vốn lư nhân và mội sò’ lao

động đã cho, nếu tãng 10% cơ sở hạ tầng thì sẽ tãns khoáng 1.5% sản phấm. Nói theo
thuật ngữ kỹ thuật thì sự co siãn (élasticité) của sán xuất do tác dụng cũa cơ sờ hạ tầng
vào khoảng 0,15. Đó là một đóng góp đáng kế. Nếu tăng cơ sớ hạ tầng gấp đôi ihì sán
phẩm sẽ tăng 15%.
Khi đã biết giá trịcủa khôi cơ sớ hạ tầng và giá trị của khối sản phẩm thì có thể bieu
thị độ co dãn nàv bằng tỷ suất lợi nhuận của việc đầu tư cho cơ sứ hạ tđim. Tron tỉ Irường
hợp này, đã tính được tỉ suất lợi nhuận vào khoảng 21%. Tỉ suất nàv ỉà cao, I1Ó còn cao
hơn tỷ suất lợi nhuận đầu tư tư nhân cũng tính loán theo hàm sán xuất.
Các kết quả này là một con số trung bình. Người ta đã thử phân tích phân biệt theo
loại cơ sớ hạ tầng cũng như theo các vùng lãnh thố và kết quá cho thấy các cơ sờ hạ
tầng có một ảnh hướng đốn san xuất km đèn kinh ngục. Ctk mạng lưới vạn tái. cáp
nước, năng lượng có tí suàt lợi nhuận trên 25%. Các côns trình dường cao tốc có lợi
nhuận trcn 30%.
Sự đóng góp của cơ sớ hạ tần« vào việc phát triển kinh tô của lãnh thổ có the bieu thị
bằng sơ đồ sau:

H ìn h 1. C ác tinh liườiií’ cùa cơ sở hạ tầnv, íĩcn sàn ,\IIất

Như vậy tăng thêm cơ sở hạ tầne trong một vùng lãnh thố có hai tác dụníi:
1. Thu hút các xí nghiệp và nguồn lao động đến làm ãn ớ vùng lãnh thổ đó và nlur vậy
góp phần vào việc phát triển sán xuất của vùniì.
2. Tăng khả năng sinh lợi cua các nhân tố: tăng năng suất lao độna và tãno hiẹu quá
đổng vốn, do đó tăng sán phấm cúa tùns vùng mà khỏntỉ tũna liền vón và lao độiiíz cua
vùng đó.
8


Như vậy các cơ sớ hạ tầng xây đựnẹ trong một vù na lãnh thổ không chỉ thu hút các xí
nghiệp dó mà còn làm cho các xí nghiệp đó sản xuất một cách hiệu quả hơn.
Các kết quá phân tích về sự đóng góp của cơ sở hạ tầng vào việc phát triển kinh tế

cúa các vùng lãnh thố được tiến hành ở Pháp cho thấy là với mạng lưới đường bộ thì nên
phân tích theo từnẹ tinh với số lượng đườno bộ quv đối về quốc lộ hai làn xe với bề rộng
7m, như vậy cơ sớ hạ tầna J được dưa vào hàm sản xuất dưới dạng các kilômet quốc lộ
hai làn xe rộng 7m tương đương.
Qua phân tích Bernard Fristch đã tìm được một hệ số co giãn của sản xuất hoặc của
sức sán xuất của các tỉnh ỏ' Pháp do sự đóng góp của mạng lưới đường bộ vào khoảng
0,07. Nghĩa là khi các mặt khác oiốniỉ nhau, với một sô vón và một số lao động đã cho,
nếu tãns 10% các quốc lộ (do bằng km) thì sẽ tăng sản phẩm của tỉnh lên 0,8%. Con số
này có vẻ khiêm tôn, tuv nhiên nếu chuyến sang tỉ suất lợi nhuận ta sẽ tìm được tỉ số
L)J/DY vào khoảng 30% (với DJ là giá trị tương đương với việc tăng 10% chiều dài quốc
lộ hai lùn xe và DY là aiá trị tương đương với việc tăng 0.8% sản phám). Như vậy nếu
mỗi năm đầu tư vào dường sá là 100 thì trung bình sẽ tăng sản phẩm lên 30, là rất cao so
với lọi nhuận đđu tư vào các lĩnh vực khác.
Cơ sớ hạ tầntí và sản xuất có liên quan với nhau nhưng không có nghĩa là càng nhiều
cơ sỏ hạ tầns thì sản xuất càng tang mà ngược lại khi sản xuất tăng sẽ kéo theo sự gia
taniỉ của cơ sử hạ tane. Điểu nàv dúng ớ Mỹ cũng như ò Pháp là những nước mà việc
dầu tư (tính theo dầu người hoặc dơn vị tiền vốn) vào các cơ sở hạ tầng cúa vùng lãnh
thố đều không phụ thuộc vào độ giàu có của người dân.
Cac kết quá phân tích trên đây và ti suất lợi nhuận mà Bernard Fristch tìm được là trị
số trung bình của toàn nước Pháp 1heo các số liệu từ đầu thập kỷ 90 và không đại biểu
cho các thời kv khác.
Cac số liệu này không có nghĩa là việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng đường sá ớ nơi này
lioặc n«i khác trong nước Pháp khôna mang lại các ti suất lợi nhuận thấp. Tuy nhiên các
kếl qiui này là khách quan và nghiêm túc, cho thấy đồng vốn đầu tư vào các cơ sở hạ
lầno. nhất là vốn dầu tư vào đường sá là đúng chỗ.
Những phân tích khác vổ sự tăng trưởng kinh tế của các thành phố đã củng cố thêm
c ác kết luận trên dây. Tốc độ của các di chuvển trong một đô thị là một trong những yếu
lố bieu thị sức sản xuất theo đầu người dân cúa đỏ thị đó. Người ta đã tách riêng và dự
háo anh hườn 2 nàv.
Tlieo một sỏ kết quà imhiên cứu. khi các mặt khác giống nhau, nếu tốc độ các di

chuyến tăne 109f thì sức sán xuất và sản phẩm cùa thành phố sẽ tăng lên 3%. Với một
thành phố, lọi ích do sản xuất táng lên 3% là rất đáng kể, và đầư tư phát triển cải tạo
đường đô thị đê tăn” tốc dộ đi lai lên 10% dù đắt cũns có một lợi nhuận rất cao.
9


Các phân tích trên đây đều được tiến hành trong các thập kỷ cuối thế kỷ XX. Vậy ý
nghĩa của đường ôtô trong thế kỷ XXI sẽ như thế nào? Xã hội ngày nay đang "tiêu thụ"
nhiều "vận tải" mà chủ yếu ỉà vận tải ôtô. Cùng với việc toàn cầu hóa và bùng nố thông
tin, việc vận chuyển hàng hóa cũng như sự đi lại của hành khách trên phạm vi toàn cáu
sẽ không ngừng tãng. Nhu cầu vận tải sẽ phát triển nhanh chóng và bản chất của vận tải
đã và sẽ thay đổi, do đó không thể đo những nhu cầu vận tải bằng tấn/km được nữa. Vạn
tải trong thế kỷ XXI không đơn thuần là sự di chuyển mà là một sự di chuyển khác về
bản chất: nhanh hơn, vận hành tốt hơn, cá nhân hơn, liên tục hơn, kết hợp chặt chẽ giữa
người tiêu thụ và các xí nghiệp hơn. Và như vậy thì hầu như chỉ có vận tải ôtô (kết hựp
vận tải hàng không trên đường dài) mới bảo đảm được các yêu cầu trên đây. Và trong
thế kỷ XXI này, đường sắt không thể thay thế đường bộ, dù là đường sắt cao tốc.
Như vậy có thể kết luận là sự phát triển vận tải do sự toàn cầu hóa và sự bùng nổ
thông tin trong thế kỷ này sẽ kéo theo sự phát triển của đường ôtô.
Và ngày mai cũng như hôm qua con đường của sự phát triển là phát triển của đường ôlô.
Tài liệu tham khảo
1. B. Fristch. 1999 La Contribution des inữanstructures au développement des
régions íranọaises. Paris. Presses de 1'ENPC.
2. R. Prud' Homme La contribution des routes au développment économique.
RGRA. 12/2000.

10


ĐƯỜNG VÀ ÔTÔ THẾ KỶ XXI

Đ ổi m ới về ôtô: xe tải nặng nhiều trục bánh, ôtô mini, ôtô đ iệ n ...
Theo dự báo đến năm 2015, tổng trọng tải của ôtô tải nặng từ 40 tấn hiện nay sẽ tăng
lên đến 48 tấn, nhưng tải trọng trục sẽ không tăng, thậm chí còn giảm nhờ tăng thêm số
trục bánh. Như vậy các xe tải nặng trong tương lai sẽ không gây nguy hiểm cho mặt
đường về mỏi, nhưng lại làm cho mặt đường bị mài mòn và mau hình thành việc lún
bánh xe (với mặt đường mềm).
Đổ bảo vệ môi trường, những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XXI sẽ phát triển mạnh các
loại ôtô điện, ôtô mini, ỏtô không người lá i...
Từ đó sẽ xuất hiện nhiểu loại đường mới:
- Đường và ga riêng cho ôtô mini (nặng khoảng 700kg) để khắc phục vấn đề nhiều
loại xe từ 700kg đến 4.800kg cùng sử dụng một con đường;
- Đường cao tôc tự động cho ôtô điện;
- Đường riêng cho xe bus;
- Đường (hoặc làn) dành riêng cho xe tải cao tố c ...
Những đổi mới trên đây dẫn đến sự thay đổi nhiểu yêu cầu đối với vật liệu làm
dường, dẫn đến sự phát triển nhiều loại mặt đường mới.
N h ữ n g p h á t triển và đổi mới vê m ặt đường
Những thập kỷ đầu của thế kỷ XXI sẽ tiếp nối những phát triển và đổi mới đang xả ra ở
những năm cuối thế kỷ này, trong đó kết cấu mặt đường là lĩnh vực được chú ý nhiều nhất.
1. Về các chất liên kết
Các chất liên kết rắn trong nước (xi mãng, vôi, các chất liên kết hỗn hợp như vôi puzôlan, vôi - tro bay...) ngày càng được sử dụng nhiều hơn để gia cố đất làm lóp mặt
trên nền đường (capping layer) nhằm loại bỏ ảnh hưởng bất lợi của sự thay đổi chế độ
thúy nhiệt đối với nền đất dính; đế làm lớp móng cứng. Do đã có biện pháp khắc phục
được sự truyền nứt từ-lớp móng cứng lên lớp mặt bê tông nhựa (làm lớp màng chống
truyổn nứt bằng cát trộn nhựa hoặc bằng géotextile - tấm nhựa) cho nên loại mặt đường
nửa cứng có lớp móng bàng cấp phối đá gia cố xi măng sẽ được dùng phổ biến trên các
đường có nhiều xe nặng chạy.
11

Nhựa bitum vẫn là chất liên kết chủ vếu đế làm lớp mặt.
Để khắc phục hiện tượna xuất hiện vệt lún bánh xe đã dẫn đến việc loại bỏ các bitum
quá mềm và quá nhạy cảm với nhiệt độ. Đồns thời để siảm sự hóa già của bitum khi chế
tạo hỗn hợp và trong quá trình khai thác trên đường, trước mắt đã có một số thay đổi
trong các quy định kỹ thuật đỏi với bitum như eiàm biên độ thay đổi của nhiệt độ hóa
mềm, áp dụng thí nghiệm RTFOT (Rolling thin film over test) của Mỹ để đánh giá sự
lão hóa của bitum.
Trong tương lai có khả năng thav đổi toàn bộ các quy định kỹ thuật hiện hành đối
với bitum và hỗn hợp đá gia cỏ bilum bằng hệ thống "superpave" của Mỹ - Superpave
quy định các cấp tính nãng của các chất liên kết phụ thuộc vào điểu kiện khí hậu và
lượng giao thông mà mặt đường phải chịu, bằng cách làm các thí nghiệm lưu biến đối
với chất liên kết mới và chất liên kết đã lão hóa. Việc đánh giá tại hiện trường đang
được tiến hành thông qua chương trình nghiên cứu LTPP (tính năng của mặt đường về
lâu dài) của Mỹ.
Ngòai các loại bitum thông thường trên đây, trong tương lai loại bitum cải tiến bằng
các polime sẽ được sử dụng rộng rãi (lnện mới chiếm 8% tổng lượng bitum sử dụng, đèn
năm 2015 sẽ tãng lên khoảng 50%). Hai loại bitum cải tiến được sử dụng nhiều nhíìt là
bitum SBS (Styrene - Butadienc - Styrenc) và bitum EVA (Ethylene - Vinyl - Acctate).
Một hướng mới để cải tiến bitum (hoặc các hỗn hợp đá trộn bitum) là trộn vào bituin
các sợi rất mịn và ngắn (sợi khoáng hoặc sợi hữu cơ). Tác dụng của các sợi này là cố
định bitum, làm cốt, giảm độ nliạv với nhiệt độ.
N h ũ tương bitum
Trong tương lai, việc bảo vệ môi trường, nhất là việc chống ô nhiễm khí quyển sẽ rất
nghiêm khắc, vì vậy việc sử dụng các hỗn họp rái nóng sẽ dần dần được thay thế bằng
hỗn hợp đá - nhũ tương. Vì vậy, trong tương lai, nhũ tương bitum, nhất là nhũ tương
bitum cải tiến bằng các polime sẽ được sử dụng nhiều để làm mặt đường và làm các lớp
dính bám.
Xử lý kép bằng cách trộn hai chất liên kết: nhũ tương bitum + xi măng để tạo ra một
chất liên kết kép vừa có các ưu điếm của xi măng và của nhựa đường cũng ỉà một biện

pháp sẽ được dùng rộng rãi trong nhũng năm tới. Chất liên kết kép nhũ tương + xi măng
đã được sử dụng thành công đế làm mật đường sân bay Bayonne (Pháp) năm 1995.
2. Những lớp mặt mới
Một đặc điểm của kết cấu mặt đường hiện đại của năm 2010 là:
+ Lớp mặt móng, có các đặc trưng mong muốn, dễ cải tạo, thi công với tốc độ nhanh,
giảm được công tác bảo dưỡng sửa chữa.
12


Đến năm 2010 sẽ có khá nãna cái thiện các tính năng của lớp mật tốt hơn nữa, nhất là
đọ hến cúa các tính chất của vật liéu mặt đường. Độ nhám vi mô là lĩnh vực cần phải cái
thiện trước tiên, bâng cách sử dụns cốt liệu thiên nhiên ít bị trơn nhẩn và khống dùng
cót liệu kích cỡ lứn. Đế duv trì độ nhám vĩ mõ có thế sử dụng các hỗn hợp cốt liệu có độ
cứng khác nhau và dùna các chất liên kết mới đế tăng độ bén của cốt liệu.
Những lớp mặt mới đáp ứng tốt các yêu cấu về các đặc trưng bề mặt hiện đang sử
dụng như bê tỗníi nhựa rón 2 thoát nước, bẽ tỏng nhựa rất mỏng, bê tông nhựa cực mòng,
hè lóng nhựa mỏđun cao. bé tỏng nhựa vừa đá dăm, các hỗn hợp rải nguội sử dụnạ nhũ
tươim cái tiến... sẽ dược sứ dụng nhiéu hơn.
-

Lớp móng chú yếu sẽ là móng cứng bàng vật liệu gia cố các chất liên kết rắn Irong

nước, lớp móng trên và lứp móng dưới kết hợp thành một lớp, sứ dụng kỹ thuật tạo nứt
trước, làm cúng lớp trên cùng (băng cách thêm xi măng hoặc dùng phụ gia) để giảm
chiẽu dày lớp mặt.
Lớp móng hỏn hợp: lớp móng dưới bẳng vật liệu địa phương gia cố xi mãng, lớp
niónu trên bàna dá trộn nhựa cũng sẽ dược dùng nhiều.
Các lóp mặt sẽ dược sử dụng phố biến trong những năm đầu thế kv sẽ là:
Bé tông nhựa thoát nước
Thường dùng cốt liêu O/lOmm, gián đoạn cỡ hạt 2/6mm và rất ít hạt mịn, hàm lượng

bitum cải tiến vào khoánỉỉ 4.5 - 5,2%; chiéu dày thông thường là 4cm. tỷ lệ lỗ rỗng
khoáng 20 - 22%; yêu cầu lớp móng phái kín nước và thoát nước tớt theo hướng ngang.
Lớp mặt nàv khác phục được hiện tương màng nước, không bắn vãng nước sau bánh
xe, giám tiếng ổn khi chạv xc. tăng lực bám giữa bánh xe với mặt đường, thường làm lớp
mặt cúa đườni> cao tóc.
L.

Bé tỏng nhựa rát m ỏng
Cũng dìintỉ còì liệu cấp phối (0/10, gián đoạn cỡ hạt 2/6, chiều dày từ 2 -ỉ- 2,5 cm
(tương ứng với liều lượng 45 -H 60kg/m: ) và có lớp dính bám nhũ tương polime. kv thuật
này áp dụng thành công ớ Pháp (theo tiêu chuấn NFP 98-137) những năm gần đây đã
làm trên 110 triệu n r mật đường. Tương tự với kỹ thuật SMA của Đức và của các nước
Bác Âu (Splitmastik - Asphalt Allemanđ, Stonemastic Asphalt Scandinave) nhưng khác
nhau vổ thành phán.
3. Sự phát triển cùa mật đường bê tông xi mãng
Mặt đường bé tôns xi măne có tuổi thọ rất cao, không xuất hiện vệt lún bánh xe, đáp
ứng tõt các vẽu câu cùa mặt dườns hiẽn đại. vì vậy khi nói đến năm 2010 trên các đường
có Iượrm giao thỏnc lớn, vai trò cua mặt đường bê tỏng xi măng và mặt đường bê tỏng
nhựa sẽ phàn định như thế nào?
13


Một điều chắc chắn là nếu làm các đường cao tốc cho xe tải, đường cho ôtô không
người lá i... thì bắt buộc phải làm mặt đường bê tông xi măng.
Mặt đường bê tông tấm dày không lớp móng, giảm được sô lớp, đơn giản hóa thi
công và kinh tế... sẽ được dùng nhiều trên các đường cao tốc và trên các iàn xe dành
riêng cho xe tải nặng.
Mặt đường bê tông cốt thép liên tục cho phép thi công mặt đường bê tông xi măng
chiều dày tương đối mỏng và chiều dài rất dài. Loại mặt đường này có ưu điểm kép: vừa
bỏ được khe là chỗ yếu nhất của mặt đường, vừa cải thiện được độ bằng phẳng khi xe

ch ạy ... sẽ được dùng nhiều trong những năm đầu của thế kỷ XXI.
Mặt đường bê tông lèn chặt bằna lu. một loại mặt đường dùng bê tông xi măng cường
độ cao, có lượng hàm nước thấp, lu lèn bằng lu chấn động và iu bánh lốp. Loại mặt
đường này có chất lượng tương tự như mặt đường bê tông thường, nhưng tiết kiệm được
xi măng, tốc độ thi công nhanh, rất ít khe nối, thời gian bảo dưỡng ngắn, hiệu quả kinh
tế kỹ thuật tương đối cao... cũng sẽ được sử dụng rộng rãi để làm mặt đường cho các
đường ôtô cấp II trở xuống.
Những nhược điểm của mặt đường bê lông xi mãng từ đó cũng được khắc phục dần.
Ngoài ra, để giảm tiếng ồn khi xe chạy, cấp phối đá của bê tông xi măng từ 0/40mm
hiện nay sẽ giảm xuống còn O/lOmm lioặc 0/6mm và mức tiếng ồn khi xe chạy bằng vứi
mặt đường bê tông nhựa. Và đổ bảo đám hệ số bám ỉâu dài giữa mặt đường và bánh xe,
kỹ thuật làm lộ đầu đá bằng hóa chất đe loại bỏ lớp vữa xi măng cát trên mặt đường bê
tông sẽ là một bước công nghệ tron£ khâu hoàn thiện rnặt đường.
Và mặt đường đô thị không chỉ có inàu đen của nhựa đường hay màu xám của bê
tông xi măng mà sẽ có nhiều màu sãc khác nhau do sự xuất hiện các loại bitum tổng hợp
và xi măng nhiều màu sắc.
T hế kỷ XXI, khó có thể hình dung những phát triển và đổi mới của khoa học kỹ thuật
trong một tương lai xa. Rồi con người sẽ làm đường ôtô trên mặt trăng và trên sao hỏa.
Và với trái đất, ôtô sẽ còn đưa nhân loại đến Km 2050 rồi Km 3000.

14


LÀM ĐƯỜNG BÊTÔNG c ó NHIỂU CÁI LỢI

Mật đường bêtông ximăng (bêtỏng ximăng) là loại mặt đường cứng cấp cao, được sử
dụng rộng rãi ờ nước ngoài vì có những ưu điểm:
1. Cường độ cao, thích ứng với các loại xe, kể cả bánh xích. Cường độ của mặt đường
không thay đổi theo nhiệt độ như với mặt đường nhựa.
2. Rất ổn định đối với nước, không bị nước xói mòn, vì vậy rất thích hợp với các đoạn

đường hay ngập lụt.
3. Hao mòn ít, thường không quá 0,1 -ỉ- 0,2mm/năm. Hệ số bám giữa bánh xe và mặt
đường cao, và không thay đổi khi mặt đường ẩm ướt, do dó chạy xe rất an toàn.
4. Có độ cứng lớn, báo đảm phân bố tải trọng xe chạv đểu xuống nền móng, nên có
thê xây dựng trên những đoạn nền đường có sức chịu tải thấp.
5. Tuổi thọ cao (nếu thi còng tôì có thể sử dựng được từ 40 -r 60 nãm), niên hạn sử
dụng gấp 3 lần so vói mặt đường bètông nhựa.
6. Công tác duv tu bảo dưỡng rất ít và giản đơn. Chính nhờ ưu điểm này mà hiện nay
ơ nước ngoài người ta sử dụng bétônsỉ ximăng làm đường nông thôn, đường trong khu
nhà ở rất phổ biến.
7. Kỹ thuật thi công rất đa dạng, có thể thi công bằng thiết bị hiện đại dùng máy rải
bêtông có ván khuôn trượt, và cũng có thể thi cône; hoàn toàn bằng thủ công, dùng lực
lượng nông nhàn.
8. Mặt đường bétône xim ăne có thể cạnh tranh với mặt đường bêtông nhựa về
nhiều mật:
+ Tiết kiệm vật liệu về sô' lượn” và chất lượng: chiều dày của các lớp kết cấu mỏng
hơn, chất lượng của CỐI liệu có the thấp hơn một cấp, sử dụng ít đá hơn so với mặt đường
nhựa; có thể tận dụng vật liệu của mặt đường cữ.
4- Tiết kiệm năne lượng: thi công l n r mặt đường bêtông ximăng tiêu thụ ít năng
lượniỉ hơn so với l n r măt đường bêtôns nhựa;
+ Tiết kiệm chi phí cho cóns tác duv tu bảo dưỡng:
+ Chịu va đập tỏi. khỏnạ lún. ổn định với xãns dầu.
+ Hòa hợp tốt với cảnh quan mỏi trườna XU11 H quanh.
15


9. Bảo vệ được môi trường, vì bõtỏnti ximăna là vật liệu trộn nguội, rải nguội, vì ví\y
không gây ỏ nhiễm mỏi trường như với mặt đường trải nhựa.
N hược điểm của m ặt đường bétỏng xim ăng:
1. Không thống xe được ngav sau khi thi cõng mà phái bảo dưỡng một thời gian.

2. Phái làm khe co dãn trên mặt đườna.
3. Chi phí ban đầu tương đỏi cao.
Tuy nhiên, do niên hạn sử dụnc dài. chi phí duv tu bảo dưỡng không đáng kể, cho
nên tổng giá thành xây dựng và khai thác quv đói của mặt đường bẽtóng ximãng lại tháp
hơn so với mật đường bêtônơ nhưa.
Chính nhờ các ưu điểm trên đây. nhất là các ưu điếm: ổn định đối vối nước, tuổi thọ
cao. báo dưỡng ít. có thế thi cóng hãng thú cõng kết hợp cơ giới nhỏ... mà khoáng inấy
thập kv gần đâv kiêu kết cấu mặt đưoìm bctóng ximăng đơn giản (các tấm bctóng cliiéii
dài 4 -r 5m. không có thanh truyén lực. không khc dãn...) được sứ dụng rất phố biến dế
làm mặt đường cho các đường có lưu lượng xc qua lại thấp (ớ Pháp, Đức, Trung Q uốc..
Mặt đường bẽtóng ximăng ngày nav khóng chí thích hợp với các đường cao tốc, vứi
sán bay. mà còn có thế cạnh tranh với cúc loai mặt dường khác, cho tất cá các cáp
đường, kế cá đường nóng thôn và (lươníỊ đó thị.
Mặt dường bẽtông ximãng cũniỉ rất thích hợp với đường miền núi. nhất là những
tu v ến đ ư ờ n g c h ạ y d ọ c th eo s ỏ n s SUỐI thườn2 bị ngáp lụt: cát, sói - n h ữ n g vật liệu chú

yếu cúa bẽtõns ximãng lại rất sấn.
Tính đến năm 1996. mạng lưới đườnc Sỉiao thông cúa nước ta có trẽn 106 nghìn km,
trons đó mới có khoáng 25c/c chieu dài đường có rải mặt (mà phần lớn chất lượng còn
rất thấp). iMấv nãm gần đâv, với cố uáníỉ rất lớn, chúna ta mới khỏi phục và cải tạo được
khoáng vài trâm km đường và một số cáu trên các quốc lộ chính và các thành phố lớn.
với chi phí lên tới hàng tv đó la Mỹ. chủ yếu là vốn vav của nước ngoài. Với tốc độ như
vậv. phải mất 15 -r 20 năm nữa chúng ta mới có thế khỏi phục cai tạo hết các quốc lộ
quan trọna với chi phí cao. là số ticn ta chí có thế vay dược trong điéu kiện kinh té' phát
trién thuận lợi.
Và như vậy. việc khôi phục cai tạo trên 90c/( chiéu dài cưa mạng lưới đườna con lại
(trone đó có khoáng -ị.OOOkm quoc lộ. phán lớn dường miền núi, và 14.5000km tính
lộ) phải dựa vào vỏn trono nưóc. với cỏn" nché phù hợp. Vì thế. kết cấu mặt đườn^
b ê t ó n a x i m ă n s ( b a o a ỏ m lớ p m ặt va c á c lớp m ó n g bàn Sỉ b é t ò n e x i m ã n g v à c ấ p p h ố i dá,

sói aia có xim ãns) là loai mặt dườiiíỉ có the tư làm lấy bằns vặt liệu tai chỏ, bảo đárn
chất lượng và tuổi thọ cao.
lưới đườnạ còn lai.
16

2 Íá

thành chấp nhân được để khói phục và cái tạo man;)


"Ta có th ể tự lùm láỳ" mặt đường bêtông ximăng bằng phương pháp thủ công kết hơp
với cư giới nhỏ dế thi công nhiều đoạn đường bêtông đảm bảo chất lượng cao, như:
Mật dường bêtỏng ximăng cốt thép của đường Hùng Vương (Hà Nội) được thi công
nãrn 1975. trong có khoảng 50% khối lượng bêtỏng với cát gia cố do thầy trò Trường đại
học Cìiao thông đảm nhận.
- 30 km mặt đường bêtông ximăng trên Quốc lộ 2 đoạn Thái Nguyên - Bắc Cạn do sở
Giao thông Bắc Thái thi công năm 1984.
- 8km mặt đường bêtông ximãng trên Quốc lộ 18 đoạn Tiên Yên - Móng Cái do bộ
môn Đường bộ Trường Đại học Giao thông Vận tải thi công năm 1991; lực lượng thi
công chính là lực lượng nông nhàn...
"Bàiií> vật liệu trong nước": ximãng, cát, sỏi và nước là những thành phần chủ yếu
của bêtôna ximãng, hoàn toàn là vật liệu được sản xuất hay có sẵn ở các địa phương.
Kinh nghiệm cho thấy, để thi công mặt đường bêtông ximãng cho đường có lượng xe
cộ qua lại ít (các quốc lộ cấp 4 trở xuống, các tỉnh lộ và địa phương khác), có thể dùng
bêtông ximãng mác 250, 200 và hoàn toàn có thể làm theo phương pháp thủ công với hai
thiết bị cán thiết là máy đầm rung và máy trộn bêtông. Có thể dùng bêtông sỏi sạn trộn
bằng ximãng địa phương.
Kinh nghiệm cũng cho thấy, khi chiều dày tấm bétông > 20cm thì không cần làm
khe dãn.
Ví dụ: đường bêtông ximăng vào cầu Nông Tiến (Tuyên Quang) thi công nãm 1995

(lùng ximing lò dứng của Tuyên Quang và sỏi cát của sông Lô.
- Đường bêtông ximãng đoạn Tiên Yên - Móng Cái dùng bêtông đá dăm độn cuội

ở

giữa, lượng xiinăng sử dụng trung bình là 220kg/m \
Hai đoạn đườníỉ bêtông ximăng ở Tuyên Quang và Quảng Ninh đều không làm khe dãn.
Nhữn£ năm gần đây, sản lượng ximăng của nước ta không ngừng tăng cùng với sự ra
(lời của nhiều nhà máy ximãng hiện đại cũng như hàng loạt ximãng lò đứng ở các tỉnh,
(lã dản đèn tình trạng dư thừa ximăng (riêng miền Bắc hiện đang tồn đọng 2,2 triệu tấn,
ciú đò làm khoảns 4.400km mặt đường dày 20cm, rộng 7m). Mặt đường bêtông ximăng
ngoài những ưu điểm đã nói ờ trên, còn có ưa điểm là sử dụng được vật liệu địa phương
(lể kích ních san xuất trong nước, tiết kiệm được ngoại tệ khi phải nhập nhựa đường
(mỗi km Jườnc trung bình đã sử dụng 500 tấn ximăng).
"Bủa LỈáni chất lượng và tuổi thọ cao": việc kiểm tra chất lượng thi công mặt đường
bêióng XHnăng có thế tiến hành được bằng phương pháp "cân, đong, đo, đếm".
"Giá I iủiilì chấp nhận dược", nhất là trường hợp làm mật đườns bêtông ximăng cho
dường ít xe qua lại bàníi phươns pháp thú công kết hợp với cơ giới nhỏ, vì:
17


+ sử dụng được vật liệu địa phương và vật liêu trong nước sản xuất.
+ Sử dụng được tối đa lưc lượne lao dộng giản đơn ờ các địa phương.
+ Trang thiết bị thi công đơn eiản.
Chính nhờ tận dụng được các
ximăng 20cm cuội

SỎI

ƯU

điểm nàv mà aiá thành xây dựng mặt đường bètôno

chi bằng I2cm dá dăm thấm nhập 5,5kg nhựa/m' (Quốc lộ 18.

Quảng Ninh), trong lúc tuổi thọ cua măt đường bêtône ximãng ít nhất cũng gấp đỏi tuôi
thọ của mật đường thám nhập nhựa và chi phí bảo dưỡng không đáng kế.
Từ những ưu điểm của mặt đườne bêtông ximãng và các lợi thế của nó khi sứ dụng,
chúng tôi muốn lưu V những người làm đường hãy đẩy mạnh việc xây dựng loại mặt
đường bền chắc đó. Lẽ nào ta chi làm đường nhựa trong lúc dư sức sản xuất ximăng,
trong [úc miền Trung và đồng bảng Nam Bộ năm nào cũng ngập lụt, và sau một thời
gian chung sống với lũ thì hàng loạt mậl đường nhựa bị hư hại nặng phái khôi phục sứa
chữa rất tốn kém. Lẽ nào một loại kéì càu mặt đường có thể phát huv tối đa nội lực: vật
liệu, nhân công tại chỗ, thiết bị thi cổng giàn dơn, tuổi thọ cao, dồ kiếm tra chát lượng
lại không được đầu tư thích đáng dế làm các luyến đườnỉí địa phương, làm mặl đường ơ
các vùng bị ngập lụt.


BÊTÔNG HÓA MẶT ĐƯỜNG, GIẢI PHÁP THÍCH HỢP
ĐỂ ĐƯỜNG"CHUNG SỐNG VỚI LŨ"

1. Vài con số
Theo thống kê bước đáu những thiệt hại và cơ sớ hạ tầng của mạng lưới đường bộ ở
lỉnh đồng bầng sông Cứu Long trong trận lũ lịch sử năm 2000 là rất lớn, 10.688km
đường bộ ngập, trong đó 9.579 km đường bị ngập nặng, hơn 12 nghìn cầu cống bị hư
liónỉỉ, nhiều đoạn đường bị hóng hoàn toàn. Chỉ riêng bảy tinh úng ngập lụt nặng thiệt
liai tính bằng tiền đã lên đến 764 tỷ đồng, chưa kê’ thiệt hại do tắc nghẽn giao thông.
Theo Khu quán lý đường bộ 7, trước mắt, cần 40 tv đồng sứa chữa khấn cấp các quốc lộ
khi nước rút và tiếp theo là hàng trãm tỷ đồng đế khôi phục lại cầu cống, mặt đường của
các quốc lộ, tính lộ và hầu hết mặt đường nhựa bị ngâm nước lâu ngàv đã bị hỏng nặng.

Việc sửa chữa các đường địa phương đê thông tuyến và khôi phục lại giao thông bình
thường cũng rất tốn kém. Qua vài con số trên đày, qua hình ảnh mấy doan đường bị tàn
phá nặng nc sau khi nước rút phái irên máy thu hình làm chúng ta phải suy nghĩ.
Rõ ràng là không thế chung sông một cách thụ động như vậy để lũ lụt hằng năm lại
phá đường, phá cầu, cuốn theo bao sinh mạng và tiổn của của nhân dân. Phải tìm một
đối sách hĩru hiệu dể hảo vệ mạng lưới đường, hạn chế đến mức thấp nhất sự phá hoại
cúa nước.
2. Đối sách: phải làm mặt đường bằng vật liêu ổn định với nước
Đê mạníỉ lưới, đường sá không hỏng do lũ ihì phải làm cho mạng lưới cầu đường chịu
chrơc nước và khống bị nước cuốn trôi, không hư hỏns khi bị ngâm nước lâu ngày. Đó
chính là đối sách. Đế có một dối sách đúng đắn phải cãn cứ vào đặc điểm lũ ở Đồng
bàng sôim Cứu Lona. điéu tra phàn tích rõ nsuvên nhân hư hỏng cúa từng đoạn đường
cụ thế đế đé ra các siái pháp xứ lý đúng đắn về thúy văn, thủy lực và kết cấu của từng
cỏnư trình, kết hợp aiái pháp tổna thê của toàn khu vực. Lũ lụt ớ Đ ổns bằng sông cửu
Lons với dặc điểm chính là lên châm, rút châm và thời gian ngập lụt lâu có những ảnh
huứim khác nhau dối với còne trình cáu đườntỉ.
Dù Mê Kôim là con sóng lớn (dài 4.200km, dứns hàng thứ háy trên thế giới) nhưng
clìàu thố cua nó là ĐỔIÌL’ hãnu sonỵ Cửu Lons thì khá bằng pháníi, không có đê, lại dược
biến liồ Tỏng-lõ-sáp ở Campuclna điểu tiết lũ cho nèn tốc độ lũ dâng trung bình chỉ vài
19


cm môi ngày. Với tốc độ nước dâne chậm như vậy chỉ trừ các vùng ven sông Tiền, sông
Hậu và một vài kênh rạch lớn, sự phá hoại do tốc độ nước gâv ra là không lớn.
VI vậy, so với các tỉnh miền núi và miền trung của nước ta ỉũ của Đồng bằng sông
Cửu Long có phần hiền hòa hon nhiều. Từ đó nếu các cầu nhỏ cũ và vếu được gia cố tốt
các công trinh bảo vệ mố trụ, các cửa cống, làm tốt thêm một sô đường tràn ớ các đoạn
đường thấp, trồng cày chắn sóng dọc các tuvến đường chạv dọc các sông tớn

V.Y...

thì

chắc chắn sẽ bảo vệ đường cầu đường, không để nước lũ làm hỏriR 12 nghìn cầu cống
như trong đợt lũ vừa qua. Như vậy nếu làm tốt công tác thiết kế, xâv dựng và bảo dưỡng
cầu đường của Đồng bằng sông Cửu Long như các vùng khác của nước ta thì chắc chắn
bảo vệ được các công trình được xây dựng bằng vật liệu ổn định với nước.
Đặc điểm thứ hai của lũ ở Đồng bằrm sông Cửu Long là thời gian ngập lụt lâu, 10 kéo
dài hàng tháng: năm 2000 kéo dài khoảng ba tháng, trung bình hàng năm thời gian ngập
nước là hai tháng. Chính đặc điểm này mà sinh ra khái niệm "chung sống với lũ", một
khái niệm rất mới đối với ngành xây dựng đường ôtô.
Chung sống với lũ trong điều kiện cua Đổng bằng sông Cửu Lons có nghĩa là phai
thiết kế và xâv dựng các côna trình cáu đường ổn định lâu dài với nước (thời gian ngâin
nước ít nhất là 60 ngày đêm) trong khi các tiêu chuẩn hiện hành của các nước trén thế
giới đều quy định thấp hơn nhiều. Thí du theo quv định cúa Mỹ, khi thiết kế kết câu mật
đường chi quy dinh ihời sian ngâm nirởc cưa màu (lất đè xác định cường độ là bốn ngày
đêm, thời gian ngâm nước để kiổin tra độ ổn định với nước của vật liệu bètônu nhưa chi
là một ngày đêm ... Vì vậy nếu không xét tới đặc điểm này đế chọn một kết cấi mạt
đường chịu clược ngập lụí dài ngày inà vẫn thiết kế mặt đườno như các địa phương khác
thì sẽ lập lại các vòng luân quẩn hànụ năm; lũ ngập clưòìi” hỏna; lũ rúl, sứa chữa khẩn
cấp, làm lại như cũ; năm sau lũ lại ngập, dườnụ lại hỏng, lại sửa chữa khôi phục...
Từ đổ rút ra kinh nghiệm:
1.

Không nên tiếp tục làm mặt đườnẹ nhựa trẽn các quốc lộ bị nsập nước sáu vànuập

lâu, thay bằng mặt đường bêtỏng ximăno là loại mật dường chịu dược nước.
Trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long, làm măl đưừne bêtônẹ ximăns có ìhiều
cái lợi:
- Là loại mật đường rất ốn định với nước, có thế Iiỉỉâm nước hàne thánạ. Mặi đưèng là

một tấm cứu 2 . liền khối, chóníỉ xói mòn rất tốt. Bètònu Xiinãne khònt! bi nước xói, cùn”
ngâm nước cường độ càng tăng, ỉà mốt loại vật liệu làm mật đường chune sống 'ới lũ
thích họp nhất.
- Tấm bêtôna mặt đườns có đó cứrm lớn, truvền tái trọng xe chạy đều trôn mội diện
rộna xuống nền móng, vì vậy rất thích hợp nén dấí có cường đõ thấp nhưng LỈổnị đều
của đổn° bằng sòng cử u Lon lĩ.
20


- lo n g chiều dày của kết cấu mật đường bêtông nhỏ hơn kết cấu mặt đường nhựa vì
vậy làm mặt đường bêtông tiết kiệm được vật liệu, thích hợp với vùng thiếu đá.
- Tuổi thọ cao, nếu làm tôi có thể đến hơn 30 năm với chi phí bảo dưỡng không đáng
kể. Nhược điểm chính của việc làm mật đường bêtôns; ximăng là chi phí đầu tư ban đầu
đắt hơn so với mặt đường bêtông nhựa từ 1,4 đến 1,8 lần, nhưng những ưu điểm trên
đây, nhất là tính ổn định với nước của nó đã cho thấy trong điều kiện chung sống với lũ,
thì dù RĨá thành có đắt hơn 2.3 lần làm mặt đường bêtông ximăng vẫn rất có lợi.
2.

Với đường địa phương cũng nên thay thế các loại mặt đường thấm nhập nhựa, láng

nhựa hoặc mật đường đá dãm kết đất dính là các loại đường rất chóng rời rạc khi ngập
nước, bằng các loại mặt đường ổn định với nước như đá dăm thấm nhập vừa ximăng, cát,
mặt dường cấp phối đá dăm gia cố ximăng, mặt đường bêtông ximăng M200, 250 thi
công bằng phương pháp thủ công.
Kinh nghiệm sử dụng 30km mặt đường đá dãm thấm nhập vữa ximăng cát trên quốc
lộ IA (đoạn Hộ Phòng - Cà Mau) từ năm 1985 đến nay vẫn tốt cho thấy loại kết cấu mặt
(tường này rất thích hợp điều kiện ẩm ướt của đồng bằng sông cử u Long mà giá thành
chi’ bằng giá thành mặt đường thấm nhập 5,5 kg nhựa/m2.
Liên tiếp nhiểu năm nav. các tinh miền trung và đồng bằng sông Cửu Long đã và
dang gánh chịu những tổn Ịhất to lớn do lũ lut gâv ra. Dư báo những năm tới tình hình

khí tượng - thủy văn cúa toàn cầu nói chung và của nước ta nói riêng còn diễn biến phức
tap. Trong hoàn cánh đó việc làm mật đường bêtông ximăng và các loại mặt đường gia
cố ximãng, ổn định tốt đôi với nước là giải pháp cần làm ngay ở các vùng lũ lụt, nhất là
ớ đồng bằng sông cửu Long.

21


DÙNG BÊTÔNG XIMẢNG ĐÒN CỐT LIỆU LỚN
LÀM KẾT CÂU MẶT ĐƯỜNG ĐỊA PHƯƠNG

Để tìm một kết cấu mặt đường bền chắc, tận dunsỉ vật liệu địa phương và vật liệu sản
xuất trong nước, có thể thi công bằng phương pháp thu cônơ kết hợp với cơ giới nhỏ, giá
thành thấp, thích hợp với đường miển núi và đưừna địa phương, sau một thời gian làm
thử ớ quy mô nhỏ, năm 1991 Bộ môn Đường bộ trướng Đại học Giao thông Vận tải được
sự giúp đỡ của Sở G TVT Quảng Ninh đã thi công thành công 7km "mặt đường bêtông
ximăng độn cốt liệu lớn" trên đoạn đường Tiên Yên - Móng Cái thuộc Quốc lộ 18.
Đến nay, sau hơn 8 năm sử dụng, kết cấu mặt (lườníỉ kiêu mới trên đâv vẫn tốt, không
có hff hỏng gì đáng kế, chứng tỏ loại mặt đường này có ihế áp dụng rộng rãi ở nước ta.
Trong bài viết Iìàv. chúng tôi xin giới thiêu tóm tát loai kết cấu mặt dường mới này.
1. Đặt vấn đề nghiên cứu
Nghiên cứu tìm một kết cấu mật đường thích Ị]ơp với dường miền núi và đường địa
phương cùa nước ta hiện đang là một vấn dề cáp thiết. Các loại kết cấu mặt dường trước
đâv và hiện nav như mạt đường đá dăm hán Iliam Iiliập 3,5 hoặc 5.5kg nhựa/m2, láng
nhựa trên mặt đường đá dãin hoặc cấp phối đá ilãm... neày càng tỏ ra không thích hợp
với tình hình khí hậu thời tiết, tình hình giao thõne và khá năng duy tu sửa chữa của
nước ta. nèn thời gian sử dụng thườna nsắn hơn quy dinh, xuốne cấp rất nhanh.
Các loại mạt đường cấp cao như bêtôrm nhựa, bẽtôna ximăng thì 2 Ìá thành cao, lai
phái thi công bằng cơ giới, lì thích hợp với đưòìm micn núi và đưòrm địa phương, mặc
dù mặt dường bêtông ximăng tuổi thọ, tính ổn dinh vói nước, với nhiệt độ rất thích hợp

với điều kiện khí hậu cua ta.
Vì vậv, nếu làm đuợc mội loại mật đườns bêtỏnsí kicu mới, tận dụng tối đa vật liệu
tại chỗ và vật liệu sản xuất trong nước, bào đám chấi lượn2 , giá thành ha... thì có khả
nàng áp dụng rộng rãi.
2. Cáu tao và tính tơán
Loại mật đườna kiểu mới mà chúne tỏi nahiẽn cứu áp đium ở QL18 Quai lí: Ninh năm
1991 là "mặt đường bêtông soi sạn độn cốt liệu lớn", ơ nhữrm địa phưoìm không sầti
cuội sòi thì có thê dùng bêtòrm đá dăm (cữ 20/40mm) dọn đá dâm 40/60min.
Cơ sớ lv thuyết để có thê đôn cót liệu lứn vào mặt đưòìm bôtông xiinãne là sơ đồ phân
bố ứng suất kéo uốn trong tấm bẽlórm ximănc mã! ciưòìiỉi như ỏ' hình 1. Từ sơ đồ phân bố
22


ứng suất này, ta thấy tại mặt trung hòa (thường ở giữa tấm) ứng suất bằng 0, và xung
quanh mặt trung hòa ứng suất kéo hoặc nén đều rất nhỏ. Vì vậy, nếu íàm đường một tấm
bêtỏng mà mặt dưới, mật trên, các cạnh và mép tấm bêtông bằng hạt nhỏ (đá dâm, sỏi,
sạn), ớ giữa độn cốt liệu hạt lớn (cuội, đá dãm 40/60mm) (hình 2) thì về cơ bản không ảnh
hường xấu đến tình hình chịu tải của tấm, lại tiết kiệm được vật liệu, vì cùng một thể tích
bẽtông không đổi có thê đúc được một tấm bêtông ximăng dày hơn, có độ cứng lớn hơn.
Có thế so sánh một cách hình ánh: loại mặt đường này cũng tương tự như một chiếc bánh
chưng, phần vỏ nếp là bêtôns? hạt nhỏ, phần nhân là các cốt liệu lớn.
BTXM

p

L
1

^

cốt liêu thô

BTXM

. cốt liêu lởn

Ị

"
ồ\

1

Hình 1. Sơ dồ phún bổ ứnq suất trong
tấm bêtớiií> .xìmăng mặt dưỏììĩị

Hình 2. Kết cấu mặt đường bẻtông ximăng
sỏi sạn độn cốt liệu lớn (cuội).

Đương nhiên, việc thi công loại mặt đường
này chỉ có thế tiến hành bàng phương pháp thủ
công kết hợp với cơ giới nhỏ.

_r

Việc tính toán chiều dàv của kết cấu mặt

E2, m2
E„

(lương bêtòng xiinàng độn cốt liệu lớn dược tiến
hành theo phương pháp thiết kế mặt đường
z
bêtông xim ãns hai lớp dính chặt nhau, với lớp
_ «>. , , . . . .
' Hình 3. Sơ đô phân bỏ ứng suât cùa tàm
irên là bêtông cốt liêu nhỏ, lớp dưới là bêtông . . .
, , . , , .. , , ,
c
& bẻtông ximăng hai lớp dinh chặt nhau.
dộn cốt liệu lớn (trong trường hợp mặt
đường
bêtông ximãng ớ QL18 thì chiều dày lớp Irên là 7cin. chiều dày lớp dưới là13cm như ở
hình 2).
Dưới tác dụng của tải trọng khi uốn tấm bêtông ximãng hai lớp chỉ có một mặt trung
hòa, sự phân bố ứng suất trong tấm như ở hình 3.
Vị trí mặt trung hòa cùa tấm bêtòng ximãng hai lớp dính chặt nhau được xác định
theo công thức:
E |h | + 2 E lh ,h 2 + E-,h,
h" =

2(E,h, + E 2h2)

Úng suất trong đáy tấm của lớp dưới và lớp trên xác định theo các công thức:
ơ, =

E ,z ,

M

Dh( l V )
ơ,

E ,z ,

M

Dh( 1
23


Trong đó:
M - mô men uốn tính toán xác định như VỚI

m ặt

đường bêtông ximãng một lớp.

Db- độ cứng khi uốn của tấm bêtông ximãng 2 lớp dính chặt nhau, tính theo công thức:

Với:

Z

ị

=

hị

+

h-. - h(,

= hi - h().
V í dụ áp dụng:
Hãy xác định ứng suất của tấm bétông ximăng hai lớp dính chặt nhau (bêtông ximăng
độn cốt liệu lớn) dùng trên QL18. Cho biết môđun đàn hồi của nền E(J = 500kg/cm2,
|i(l = 0,30; chiều dày của lớp trên h| = 7cm, mỏđun đàn hồi E2 = 250000kg/cm2, chiều
dày của bêtông ximãng lớp dưới h-) = 13cm, môđun đàn hồi E| = 200000kg/cm2. Tái
trọng thiết kế là tải trọng bánh x e p = 5000kg, áp lực của bánh x e p = 6kg/cm2, bán kính
vòng tròn vết bánh 16,3cm.
Thống nhất dùng hộ số Poisson cứa bétóng |J = 0,15.
* Xác định vị trí mặt trung hòa:
h _ 25 X1o4 X 7~ + 2 X 2.S X 1o4 X
° ~

7

X13 + 20 X1o4 X 132

2 ( 2 5 X 1 0 ' ,_x 7 + 2 0 X 1 0 4 X 1 3 )

-

1225 + 4550 + 3380
= --------- ——- —- = 10.52cm
2(175 + 260)
Từ đó:

z , = 13 + 7 - 10,52 = 9,48ctn.
z , = 7 - 10,52 = -3,52cm.

:i: Độ cứng khỉ uốn của tấm bêtôníị xinuĩnịị hai lớp dính chặt:
20 X 1 o 4 ( 9 , 4 8

- 3 , 5 2 ) + 25 X 1o 4 ( 1 0 , 52

3(1 - 0 , 1 52)
= 15661,6 x ]04 kg/cm:xcm'
* Bán kính độ cứng tươnq dối:

r = _ i Ể i r = 0,1965
1 82,917
M = PM o = 5000
24

X

M„ = 0,2064

0,2064 = 1032kgcm/m

-

3 ,5 2 ' )


ưỉiiỊ suất à đáy tấm lớp dưới:
20x ]0 4 x 9 ,4 8

X

1032 = 12,78kg/cm2.

X

1032 = -5 ,9 3 k g /c m 2.

15661.6 x 104( 1 - 0 ,1 5 2)
ƯỈÌÍỊ suất à đáy tấm lớp írèỉi:
20x 104 X (-3,52)
Ơ2

15661.6 X 1o 4(1 —0 , 152)

3. Tính toán hiệu quả kinh tế
Đè tính toán hiệu quả kinh tê của loại mặt đường này, chúng tôi áp dụng phương
pháp so sánh chì tiêu má thành quy đổi cho hai phương án mặt đường áp dụng ở QL18
(đoạn Tiên Ycn - Móng Cái) nãm 1991 như sau:
:i: PhươHiị chì ỉ (mặt đườiìíỊ mểm): 12cm mật đường đá dăm thấm nhập nhựa 5,5kg/m2,
trên 30cm móng đá hộc.
:í; Phương án II (mặl dườniị cứng): 20 cm bêtông ximãng độn cốt liệu lớn trên 15cm
càp phối.
0

thời điểm năm 1991 tại Quảng Ninh, hai phương án mặt đường này có giá trị dự

toán: mật dưòìií’ ihủnì Iilìàp iìhựa 80.0()0đ/nf, mặt dường bêtông ximăng: 85.000đ/m2
(với lkm mặt clườno rộnu 3,5m, mặt ciườns bẽtông ximăng đắt hơn mặt đường thấm

nliáp nhựa là 17,5 triệu dồng).
Mai kết cấu mặt đườim nàv xem như có điều kiện vận doanh tương tự, vì vậy giá
thành quy đổi p I được tính theo công thức:

Trong đó:
C(,- giá trị dự toán của lm 2 mặt dường với phương án I. Q)| = 80.000đ/m2, với phương
án II C(,2 = 85.000đ/nr.
7- thời hạn so sánh, tính bằng thời hạn phục vụ của mặt đường có tuổi thọ lớn hơn. Ở
dây là tuổi thọ của mặt đườno bêtông ximăng độn cốt liệu lớn, tạm lấy T = 20
năm (bằníi 2/3 tuổi thọ của mặt đường bêtông ximăng thông thường).
C| - chi phí sửa chữa

lớn

cho mặt đường nhựa, tạm lấy C| = 40.000đ/m2 với chu kỳ

T, = 8 năm.
c v - chi phí sửa chữa vừa, lấv bằng chi phí láng nhựa, Cv = 20.000đ/m2 với chu kỳ
Tv = 3 năm chơ cá mặt đường nhựa và mật đường bẽtông ximăng.
25


c, - chi phí bảo dưỡng thường xuyên,. Với mặt đường nhựa c, = 1.000đ/m2 , với mặt
đường bêtông ximăng c, = 500đ/m2 .
E- tỷ suất lợi nhuận của đồng vốn bỏ vào kinh doanh; lấy E = 0,08.
* Với phương ớn ỉ:

Ở đây: Co, = 80.000đm2.
^20
y

ỵ

2()

c,

_

40000

,

A,„2

40000

------- = -----------+ ------- = 3 3 28 6 d/nr.
(1 + E )T|
(1 + 0 ,0 8 )
(1 + 0 ,0 8 )

C1

20000

(1 + E)T| ~ ( l + 0,08)3

20000

20000

20000

20000

(l + 0,08)6

(1 + 0 ,0 8 )"

(l+ 0 ,0 8 )14

(l + 0,08)19

= 4 8 5 0 2 d /m

1000

— [ l - (1 + E )”T] = - ^ ^ [ l - ( 1 + 0 ,0 8 )~ 20] = 9 8 7 5 đ /m 2.

E L
Vậy

J

Pqdi =

8 0 .0 0 0

0,08

J

+33286 +48502 +9875 = 17i.663đ/m 2.

* Với phương án 11:
P„d2 - c 02 + X i "
Cv t : + c , [ 1 - a + E )-T] = 85.000 đ/m2.
4
1 (1 + E)Tv

£

2(1----c_ỵ---v
20000
20000
20000 + -----20000
- ------------ + ------------ + -------I-------------„(1++£)
,E)T
, ■
1 (1
v u(1 + 0 .08 )3 (1 + 0 ,0 8 )6
d + 0 , 0 8 ) 9 ( l + 0 , 0 8 ) 12
20000
20000
= 57738đ/m2.
+ ------------ r?- +
(1 +0,08)’3 (1 +0,08)’8

Vậy;

pqct2 = 85000 + 57738 + 4937 = 147675đ/m2.

Kết luận: Phương án làm mặt đường bêtông ximăng độn cốt liệu lớn có giá thành quy
đổi rẻ hơn phương án mặt đường thấm nhập nhựa là:
PM
d! - PM
<12 = 171663 - 147675 = 23.988đ/m2
Với lkm mặt đường rộng 3,5m của QL18 (đoạn Tiên Yên - Móng Cái) tiết kiệm được
23.988đ/irf

26

X

3.500 = 83.958.000đ/m2.


s ử DỤNG BÊ TÔNG CÁT LÀM MẶT ĐƯỜNG ÔTÔ

Nhữna nghiên cứu ớ nước Pháp gần đây đã cho phép phát triển một phương án mặt
đườna mới đáv hứa hẹn: mặt đườns bẽ tôns cát.
Kỹ thuật này đã triến khai đầu tiên ớ Aquitaine (Tâv Nam nước Pháp) từ nửa đầu của
những năm 1990, đã được tiến hành với mục đích tận dụng vật liệu tại chỗ và bảo vệ môi
irườíis trong các vùim cát. Kv thuật này cho phép làm mặt đường bằng cách sử dụng
hầu như hoàn toàn bằne cát là vật liệu rất sẵn tại địa phương còn đá thì rất hiếm.
Bè iôrm cát khác với bê IÔIÌS truyền thông ỏ' chỗ hàm lương cát rất lớn và không dùng
hoặc dìma ít sỏi đá. Bẽ tõns cát phân biệt với vữa là liều lượng xi măng thấp hơn và nhất
là voi mục đích sứ dụng cúa 11Ó: vật liệu xâv dựng mặt đường ôtô.
Sú dụng bê tòng cát lliav thế bõ lỏnu truyền tlìỏìis có thể làm một phương án mặt

đuờiií’ cứniỉ có hiéu quá kinh tế cao khi cát rất rè so với đá.
Ó Pháp việc sứ dụnu kết cấu mạt đườns mới nàv được tiến hành trong chương trình
nuhièn cứu cấp

nhà n ư ớ c

Sablocrctc. Do khí hậu cúa Pháp tương đối

ỎI1

hòa nên chưa

nghiên cứu việc chịu các chu kỳ đón” và tan băne. Vấn đề này đa nu được nghiên cứu ở
Qucbec (Canada).
Nhược điếm cua bó tòng cát là độ cứng nhỏ nen việc truvền tải trọng qua khe nối không
tỏt như vói bò tôrm truvền ihônt! vì vậy chí nên sửdụnsi ở những tuyến đường ít xc nặng.
Việc ihiết kê mặt đường bẽ tónu cát có thế tiến hành theo phương pháp thiết kế mật
đưừnu nửa cứng với một hệ số an toàn cao hơn so với khi sứ dụng bê tỏng thường. Ngoài
ra đế báo vệ lớp mặt và đe có một lực bám tốt eiữa bánh xe với mặt đường nên phủ một
lớp mặt nhựa bitum. Tuy nhiên cũntỉ có thế sử dụna trực tiếp mặt đường bè tông cát
kliòim cần lớp phú với mặt đưòriíỉ ít xe.
k hi chè tạo hỏn hợp phai đác biệt chú ý thòi

2 ian

irộn bê tông cát. Ngoài ra khi rải

phái có một llìiet bị chấn vù các đuừng nứt ờ mép ntzoàĩ các đưòìiíi conu nam.
Mặt đườns bé lônu cát dã dược cấp bang phát minh IVOR 96.3 căn cứ trên cône trình

tham chiêu là một đoạn tỉnh lộ La Tesle - LcPvla (Gironde) rộng 8m, dài 3,5km.

27