mặt đường bê tông cốt thép liên tục

Học viên Nguyễn Khánh Sử
Lớp XDDOTO K27B
CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN TỤC
1. Sự cần thiết
Mặt đường BTXM cốt thép liên tục được xây dựng đầu tiên ở Mỹ năm
1930 và phát triển mạnh năm 1960. Hiện nay, công nghệ xây dựng mặt đường
BTXM ít mối nối được áp dụng khá phổ biến ở nhiều nước.
Những năm gần đây ở nước ta, loại mặt đường BTXM phân tấm (JCP) đã
được sử dụng nhiều trên các Quốc lộ, như: QL1A, QL3, QL18, QL12A, Đường Hồ
Chí Minh, QL6, v.v... Mặt đường BTXM phân tấm vẫn tồn tại những khe nối
ngang ảnh hưởng lớn đến mực độ êm thuận khi xe chạy ở tốc độ cao. Việc nghiên
cứu và phát triển xây dựng mặt đường BTXM sử dụng ít khe hoặc bỏ khe nối là
cần thiết ở VN.
Công nghệ mặt đường BTXMCTLT có ưu điểm vừa giảm hoặc bỏ được
khe nối ngang nhưng lại có công nghệ thi công thuận tiện, đơn giản, dễ kiểm soát
chất lượng... là một hướng nghiên cứu ở nước ta.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu về BTXMCTLT để tìm hiểu, phát hiện và định hướng nghiên
cứu ứng dụng vào thi công đường giao thông.
3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
Bê tông xi măng cốt thép liên tục dùng trong thi công mặt đường ở Việt
Nam.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu dựa trên lý thuyết là chủ yếu.
5. Nội Dung
5.1. Giới thiệu về mặt đường BTXMCTLT
Mặt đường bê tông xi măng cốt thép liên tục (BTXMCTLT) là loại mặt
đường có ít khe ngang so với mặt đường BTXM thông thường, nên xe chạy êm
thuận, giảm ồn, giảm hư hỏng mặt đường, v.v…
5.2. Nguyên lý, đặc điểm cấu tạo chung
Cốt thép được bố trí suốt chiều dài đường không phải để chịu kéo uốn do tải

trọng bánh xe và do nhiệt độ gây ra mà chỉ để hạn chế việc phát sinh số lượng khe
nứt và hạn chế việc mở rộng khe nứt nhằm không cho nước thấm qua khe nứt và
bảo đảm mặt đường khai thác bình thường. Do vậy, cốt thép dọc cũng được đặt ở
vị trí như với mặt đường BTXM lưới thép (1/3 - 1/2h kể từ mặt đường bê tông).
5.3. Tính toán mặt đường BTXMCTLT
5.3.1. Chiều dày tấm


Nhìn chung chiều dày tấm bằng với chiều dày tấm BTXM mối nối thông
thường. Tính toán thiết kế tương tự như mặt đường BTXM có mối nối thông
thường.
5.3.2. Cốt thép
* Cốt thép dọc
Lượng cốt thép dọc thường từ 0,5 – 0,7% diện tích tiết diện mặt đường
BTXM, để khống chế phát sinh các vết nứt ngang cách nhau trong khoảng từ 1 –
2,5 m. Theo các báo cáo tổng hợp của Mỹ cũng như các nước Châu Âu đã sử dụng
loại mặt đường BTXMCTLT thì hàm lượng cốt thép dọc không nên dưới 0,6%
diện tích tiết diện BTXM. Tại những vùng có nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình
hàng tháng nhỏ nhất -120C hay nhỏ hơn nữa thì cần lượng cốt thép dọc là 0,7%.
Cốt thép phải là cốt thép có gờ tuân theo tiêu chuẩn AASHTO, khoảng cách
cốt thép không nhỏ hơn 10cm hay 5/2 lần đường kính cốt liệu lớn nhất và không
lớn hơn 23cm.
Cốt thép nên được đặt khoảng 1/3 - 1/2 chiều dày mặt đường tính từ mặt
đường xuống. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu là 1,5 – 5cm.
Theo hướng dẫn thiết kế AASHTO 1993, hàm lượng thép dọc phải đảm bảo
ba điều kiện:
- Khoảng cách lớn nhất giữa các khe nứt:
6,7

a max

1,15

R  
α 

2,19
1,321 + ku  1 + bt  (1 + Φ )
 1000   2α ct 
=
5,20
σw 

4,6
1,79
1
+

 (1 + µ ) (1 + 1000z)
1000



- Độ mở rộng vết nứt:
6.53

R 

2.19
0,009321 + ku  (1 + Φ )

 1000 
b=
4.91
σ 

4.55
1 + w  (1 + μ )
 1000 

- Ứng suất của cốt thép:
0,425

4,09

R 
ΔT  

47,31 +
 1 + ku 
100
1000

 

σ ct =
3.14
σ


0,494

2,74
1 + w  (1 + 1000z) (1 + μ )
 1000 

* Cốt thép Ngang:


Lượng cốt thép ngang thường bằng 1/5 – 1/8 lượng cốt thép dọc. Khoảng
cách cốt thép ngang không nhỏ hơn 90cm, không lớn hơn 150cm.
* Dầm neo:
Hệ dầm neo được sử dụng cho mối nối tại khe dãn và mối nối chuyển tiếp,
thường gồm từ 3 ÷ 5 dầm ngang hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép. Đầu trên của
dầm ngang chịu lực kéo của cốt thép dọc. Khoảng cách lớn nhất giữa các dầm neo
là 200 ÷ 240m, hay hiểu cách khác đây chính là chiều dài lớn nhất của tấm
BTXMCTLT.
5.4. Công nghệ thi công BTXMCTLT
Về tổng thể, công nghệ thi công mặt đường BTXMCTLT tương tự mặt
đường BTXM, với những điểm lưu ý sau:
- Chuẩn bị mặt bằng thi công phải đủ dài cho một lần rải và hợp lý để hạn
chế các mối nối thi công phát sinh trên một vết rải đã được định trước. Điều đó
được tính toán phụ thuộc khả năng cấp liệu bê tông tươi, công tác chuản bị lưới cốt
thép, công suất máy rải và năng lực tổ chức thi công của nhà thầu.
- Lưới cốt thép yêu cầu là liên tục, do đó phải thi công và rải cốt thép trước
và trực tiếp ngoài công trường với sự kiểm soát nghiêm ngặt về khoảng cách giữa
các cốt thép và khoảng cách giữa lớp cốt thép và lớp móng đường, các mối nối cốt
thép, các vị trí néo và giãn đặc biệt, các vị trí chuyển tiếp và mối nối dọc.
- Công tác bảo dưỡng mặt đường mặt đường BTXMCTLT là một khâu quan
trọng và được đặc biệt quan tâm. Khoảng cách các vết nứt phụ thuộc khá nhiều vào
nhiệt độ khi rải và sự mất nước trong thời điểm BTXM bắt đầu hình thành cường
cường độ.

5.5. Kiểm tra, đánh giá chất lượng.
Kiểm soát chất lượng thép đúng với tiêu chuẩn và khoảng cách giữa các cốt
thép.
Chất lượng bê tông tương tự như BTXM thông thường.
6. Kết luận chung:
Ưu điểm của mặt đường BTCTLT là hoàn toàn bỏ khe nối ngang, không cần lớp
cách ly.

Công thức tính khoảng cách giữa các khe nứt và bề rộng khe nứt, chỉ xét đến
yếu tố tải trọng bánh xe, và không xét đến sự thay đổi nhiệt độ trong tấm. Trong
khi đó, chính sự thay đổi nhiệt độ trong tấm, mới là nguyên nhân chính phải bố trí
cốt thép dọc trong mặt đường BTXMCTLT. Còn yếu tố tải trọng bánh xe đã được
tính toán theo chiều dày tấm, như đối với mặt đường BTXM thông thường;
Sự khác nhau cơ bản trong tính toán mặt đường BTXMCTLT, so với mặt
đường BTXM thông thường, chính là phải giải quyết một số bài toán, như: xác
định khoảng cách giữa các khe nứt và bề rộng khe nứt; xác định khoảng cách giữa


2 khe dãn; tính toán hệ dầm neo hoặc xác định lựa ma sát giữa đáy tấm với bề mặt
móng đủ lớn để có thể bỏ hệ dầm neo;
- Nghiên cứu về mặt lý thuyết cho thấy, nguyên nhân xuất hiện khe nứt ngang,
là do nhiệt độ đều trong tấm giảm, làm cho tấm bê tông co. Sự co của tấm bê tông
bị cản trở bởi ma sát giữa đáy tấm với bề mặt móng, làm cho tấm bê tông bị nứt
ngang. Khe nứt sẽ xuất hiện từ đáy tấm và dần phát triển lên bề mặt phía trên của
tấm. Như vậy, cần bố trí cốt thép dọc ở vị trí nửa dưới theo chiều dày của tấm bê
tông, chứ không phải bố trí ở nửa trên theo cấu tạo hiện nay. Và cơ sở để xác định
khoảng cách giữa 2 khe nứt, và bề rộng khe nứt, phải kể đến lực ma sát giữa đáy
tấm với bề mặt móng và sự thay đổi nhiệt độ đều trong tấm;
- Khảo sát trạng ứng suất trong tấm BTXMCTLT trong điều kiện khí hậu Việt
Nam, khi móng là đá dăm, thì chiều dài lớn nhất của tấm là 75m, khác rất nhiều so

với kết quả nghiên cứu thực nghiệm của nước ngoài. Trong trường hợp này,
chuyển vị mép cạnh tấm là 2,56mm, và không cần thiết bố trí hệ dầm neo;
- Những nghiên cứu về mặt lý thuyết cho thấy đủ cơ sở để tính toán thiết kế
mặt đường BTXMCTLT. Và cũng chỉ rõ những mâu thuẫn giữa lý thuyết với thực
nghiệm. Chính vì vậy, cần phải tiếp tục nghiên cứu sâu hơn nữa về mặt đường
BTXMCTLT khi ứng dụng vào Việt Nam.