Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU...……….……………………………………………………..3
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ CHỦ YẾU LIÊN QUAN ĐẾN
HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA.................................................7
1.1. Các yếu tố liên quan đến thiết kế kết cấu nền - áo đường.............................7
1.2. Các yếu tố liên quan đến thiết kế hỗn hợp BTN.........................................16
1.2.1. Mục tiêu của việc thiết kế hỗn hợp BTN... .....................................16
1.2.1. Các yếu tố liên quan đến thiết kế hỗn hợp BTN..............................18
1.3. Các yếu tố liên quan đến chất lượng thi công ............................................ 20
1.4. Công tác duy tu, bảo dưỡng........................................................................25
1.5. Nhận xét......................................................................................................26
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ
TÔNG NHỰA, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN…………..…......………...…27
2.1. Đặt vấn đề ...................................................................................................27
2.2. Các dạng hư hỏng và nguyên nhân gây ra hư hỏng của mặt đường bê tông
nhựa ....................................................................................................................27
2.2.1. Nứt mỏi ............................................................................................27
2.2.2. Nứt do nhiệt độ thấp ........................................................................31
2.2.3. Nứt dọc ...........................................................................................32
2.2.4. Nứt ngang ........................................................................................34
2.2.5. Nứt lưới lớn dạng khối.....................................................................37
2.2.6. Nứt phản ánh ...................................................................................39
2.2.7. Nứt trượt ..........................................................................................40
2.2.8. Lún vệt bánh xe ...............................................................................42
2.2.9. Bong bật ..........................................................................................45
2.2.10.Vết vá mặt đường / Ổ gà .................................................................47
2.2.11.Chảy nhựa .......................................................................................50
2.3. Các chỉ số làm cơ sở để đánh giá và lựa chọn giải pháp bảo dưỡn sửa chữa
mặt đường bê tông nhựa......................................................................................52

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 1


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

2.3.1. Tổng quan ........................................................................................52
2.3.2. Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường theo các chỉ tiêu hư hỏng
mặt đường riêng rẽ .....................................................................................53
2.3.3. Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng mặt đường theo các chỉ tiêu đặc
trưng mặt đường tổng hợp ..........................................................................58
2.4. Nhận xét......................................................................................................55
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH HƯ HỎNG MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở VIỆT NAM…...……………….……………62
3.1. Đặt vấn đề ....................................................................................................62
3.2. Điều tra tình hình hư hỏng mặt đường bê tông nhựa trên QL5....................63
3.3. Điều tra tình hình hư hỏng mặt đường bê tông nhựa trên QL1A.................73
3.4. Điều tra tình hình hư hỏng mặt đường bê tông nhựa trên các tuyến đường
nội thành Hà nội..................................................................................................78
3.5. Nhận xét.......................................................................................................85
3.6. Kiến nghị phương pháp sửa chữa.........................................................................85

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................81
4.1. Kết luận ......................................................................................................81
4.2. Kiến nghị ....................................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................90

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 2


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

PHẦN MỞ ĐẦU
Hệ thống giao thông đường bộ đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát
triển kinh tế và xã hội của mỗi quốc gia, tuy vậy việc đầu tư xây dựng hệ thống
này (hệ thống giao thông đường bộ) tiêu tốn nguồn ngân sách rất lớn. Hiện nay,
mạng lưới đường bộ đã tương đối hoàn thiện nhưng lại đang phải đối mặt với
tình trạng hư hỏng và xuống cấp rất nghiêm trọng do việc tăng nhanh nhu cầu
giao thông và hạn hẹp về nguồn vốn dành cho công tác bảo trì. Sự đầu tư và duy
trì mạng lưới đường bộ luôn chiếm một tỷ trọng lớn trong ngân sách, trong khi
chi phí cho công tác bảo trì và xây dựng lại mặt đường chiếm gần một nửa tổng
chi phí cho đường bộ (FHWA, 1987; Haas và cộng sự, 1994). Ngân hàng Thế
giới (1988) đã tiến hành khảo sát trên 85 nước đang phát triển trong suốt hai
thập kỷ và cho thấy rằng khoảng 45 tỷ đôla đã tổn thất do việc thực hiện công
tác bảo trì mạng lưới đường không chính đáng. Trong khi chỉ cần khoảng 12 tỷ
đô la để thực hiện công tác bảo trì. Vai trò của công tác bảo trì càng trở nên quan
trọng khi chi phí của nhà quản lý và người sử dụng đường được xem xét đồng
thời. Các báo cáo kỹ thuật khác cũng chỉ ra những con số thống kê rằng nếu nhà
quản lý bỏ ra 1 đôla cho công tác bảo trì thì người sử dụng sẽ tiết kiệm được 2
đến 3 đôla (Ngân hàng Thế giới, 1988; Ngân hàng Phát triển châu Á, 2003;
NCHRP, 2004).
Ngày nay, mạng lưới đường bộ trên khắp thế giới đang chịu hư hỏng
nặng nề do nhu cầu giao thông ngày càng tăng, trong khi đó chi phí để phát triển
và bảo trì mạng lưới đường thì bị giảm đi ở các nước phát triển và bị hạn chế ở
các quốc gia đang phát triển. Bởi vậy, những đề xuất giải pháp hiệu quả rất cần
thiết để quản lý những vốn đầu tư vào hệ thống mặt đường, nhằm cho việc cung
cấp những con đường không chỉ an toàn và thuận lợi, mà còn đem lại lợi ích lớn

cho xã hội;
Tại Việt Nam, theo báo cáo Dự án Nâng cấp Mạng lưới Quốc lộ Việt
Nam (RNIP, 2004) cho thấy, khoảng 40% mạng lưới đường quốc lộ ở tình trạng
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 3


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

xấu và rất xấu. Trong khi đó, nguồn vốn hiện tại dành cho bảo trì mạng lưới chỉ
vào khoảng 60% chi phí cần để duy trì mạng lưới đường ở điều kiện hiện có.
Vấn đề này đã đặt ra những thách thức cho công tác quản lý và bảo trì hệ thống
mặt đường sao có hiệu quả và kinh tế nhất trong điều kiện hạn hẹp về nguồn
ngân sách. Việc xây dựng hệ thống quản lý mạng lưới đường hiệu quả phụ thuộc
vào nhiều yếu tố khác nhau, như là nguồn tài chính, cơ chế và chính sách quản
lý, nguồn lực con người, và các vấn đề về kỹ thuật;
Việc phân loại các hư hỏng, đánh giá xác định các nguyên nhân gây hư
hỏng là cơ sở để xác định rõ thời gian khai thác còn lại (hay thời gian làm việc
còn lại) của công trình, từ đó đưa ra các biện pháp thích hợp, kinh tế nhằm hạn
chế các hư hỏng, nâng cao chất lượng kỹ thuật của đường, đảm bảo an toàn
thuận lợi trong giao thông, nâng cao năng suất vận tải, hạ giá thành vận chuyển,
hạn chế mức thấp nhất tai nạn giao thông;
Có rất nhiều các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa khác nhau, và
kèm theo đó là các nguyên nhân gây ra hư hỏng (do thiết kế, thi công, tải trọng
xe chạy và cũng do nhiều nguyên nhân khác nhau …). Tuy nhiên cho đến nay,
thực sự chưa có một nghiên cứu cụ thể nào để phân loại các dạng hư hỏng này ở
trong nước, dẫn tới rất khó khăn, lúng túng trong việc tìm ra các nguyên nhân
gây hư hỏng tương ứng, vì vậy việc đánh giá để tìm ra các nguyên nhân gây ra
hư hỏng này thường phải thông qua công tác khảo sát và thí nghiệm, như vậy

tốn rất nhiều thời gian, làm chậm tiến độ sửa chữa cũng như gây khó khăn cho
lưu thông xe trên đường;
Trên thế giới, qua quá trình nghiên cứu, đã tổng kết được các dạng hư
hỏng mặt đường mềm, qua đó đưa ra được nguyên nhân và đề xuất giải pháp
khắc phục;
Việc nghiên cứu trên cơ sở áp dụng những thành tựu của thế giới về các
dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục,
đối chiếu với tình trạng hư hỏng mặt đường mềm ở Việt Nam nhằm giúp cho
các cơ quan Quản Lý, TVTK, TVGS, Nhà thầu nắm bắt được thực trạng, từ đó
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 4


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

đưa ra được các giải pháp khắc phục hợp lý trên cơ sở hiểu rõ nguyên nhân là rất
cần thiết hiện nay.
-

Mục tiêu nghiên cứu:
Đưa ra được các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân

gây ra hư hỏng và giải pháp khắc phục, sửa chữa phù hợp trên cơ sở nghiên cứu
những thành quả của thế giới và nghiên cứu thực trạng hư hỏng mặt đường bê
tông nhựa trong nước.
-

Nội dung luận văn: Luận văn gồm 04 chương:
+

Chương 1. Phân tích các yếu tố chủ yếu liên quan đến hư hỏng
mặt đường bê tông nhựa.

+

Chương 2. Nghiên cứu các dạng hư hỏng mặt đường bê tông
nhựa, đánh giá nguyên nhân.

+

Chương 3. Nghiên cứu điều tra tình hình hư hỏng mặt đường bê
tông nhựa ở Việt Nam.

+

-

Chương 4. Kết luận, kiến nghị.

Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu đưa ra được định hướng trong

việc phân loại các dạng hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa, hiểu rõ được
nguyên nhân và đề ra được các giải pháp khắc phục nhằm giảm thiểu thời gian
và chi phí, đồng thời giúp cho các cơ quan Quản Lý, TVTK, TVGS và Nhà thầu
nắm bắt được thực trạng của mặt đường đang khai thác, từ đó đề ra các giải pháp
khắc phục hợp lý là rất cần thiết hiện nay.
Trong khuôn khổ một luận văn thạc sỹ, với thời gian hạn chế chắc rằng
còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến góp ý của các Thầy giáo, Cô

giáo và bạn bè, đồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Vũ Đức Chính - Phó Viện trưởng
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT đã hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn ThS. Nguyễn Văn Thành - Giám đốc Phòng thí
nghiệm trọng điểm đường bộ I - Viện Khoa học và Công nghệ GTVT đã tạo
điều kiện và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 5


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân, các Thầy giáo, Cô giáo Bộ
môn đường bộ - Trường đại học GTVT và bạn bè, đồng nghiệp Phòng Thí
nghiệm trọng điểm đường bộ I thuộc Viện Khoa học và Công nghệ GTVT đã
giúp tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Học viên

Nguyễn Quang Dư

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 6


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ CHỦ YẾU

LIÊN QUAN ĐẾN HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
Bê tông asphalt là loại vật liệu có chất lượng tốt, kết cấu mặt đường bê
tông asphalt là loại kết cấu mặt có tính toàn khối, độ bằng phẳng, êm thuận và
độ nhám cao. Công nghệ chế tạo và thi công đơn giản, mức độ cơ giới hoá cao.
Công tác kiểm tra chất lượng trước, trong và sau khi thi công dễ thực hiện và đã
được chuẩn hoá. Dễ nâng cấp cải tạo, cho phép khai thác sử dụng ngay sau khi
thi công xong, đồng thời còn cho phép tái phục hồi chất lượng nhờ công nghệ
cào bóc và tái sinh mặt đường sau thời gian khai thác nhất định. Tuy nhiên, bê
tông asphalt là loại vật liệu có tính đàn hồi - nhớt - dẻo, ổn định nhiệt kém. Khi
nhiệt độ thay đổi thì cấu trúc của nó thay đổi, dẫn đến các đặc trưng về cường độ
và biến dạng cũng thay đổi theo. Ngoài ra, bê tông asphalt còn thể hiện một số
nhược điểm như: Sự già hoá theo thời gian do sự bay hơi của các thành phần dầu
nhẹ, quá trình ô xi hoá và trùng hợp của các hợp chất cao phân tử có trong thành
phân bi tum dầu mỏ, có thể bị nước thâm nhập làm suy giảm khả năng dính bám
giữa bi tum dầu mỏ và cốt liệu. Vì vậy nếu không được kiểm soát chất lượng
chặt chẽ, mặt đường bê tông asphalt dễ xuất hiện những hư hỏng làm giảm chất
lượng khai thác và tuổi thọ của mặt đường.
Hiện nay như chúng ta đã biết có rất nhiều các công trình giao thông sau
khi xây dựng được bàn giao đưa vào khai thác sử dụng thường xuất hiện các hư
hỏng như các vết nứt, lún, lồi lõm cục bộ, vệt hằn bánh xe,... Các hư hỏng ngày
càng xuất hiện nhiều và trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng rất nhiều đến chất
lượng khai thác của tuyến đường, cũng như gây khó khăn cho việc lưu thông xe
trên đường; dẫn đến thường xuyên xảy ra tai nạn và nhất là làm giảm hiệu quả
kinh tế, làm mất mỹ quan của tuyến đường.
Có rất nhiều các yếu tố liên quan đến hư hỏng mặt đường bê tông nhựa
asphalt, trong đó phải kể đến 4 yếu tố chủ yếu là các yếu tố liên quan đến thiết
kế kết cấu nền - áo đường; các yếu tố liên quan đến thiết kế hỗn hợp bê tông
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 7

Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

nhựa; các yếu tố liên quan đến chất lượng thi công và cuối cùng các yếu tố liên
quan đến công tác duy tu bảo dưỡng. Dưới đây sẽ phân tích các yếu tố chủ yếu
này.
1.1.

CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ KẾT CẦU NỀN - ÁO
ĐƯỜNG
Trong thiết kế kết cấu mặt đường sử dụng lý thuyết đàn hồi, cường độ

chung của kết cấu tổng thể nền - áo đường được thể hiện qua cường độ chống lại
biến dạng võng của kết cấu mặt đường dưới tác dụng của tải trọng bánh xe gây
ra. Cường độ riêng của mỗi lớp vật liệu là cường độ chịu kéo khi uốn (đối với
vật liệu liền khối), và cường độ chống cắt trượt (đối với vật liệu rời, kém dính).
Người thiết kế nếu không phối hợp một cách hợp lý giữa việc lựa chọn vật liệu
của các lớp và bố trí hợp lý các lớp kết cấu mặt đường, lựa chọn giải pháp cải
thiện nền đường…phù hợp với điều kiện tải trọng giao thông thực tế, phân bố
trạng thái ứng suất do tải trọng giao thông trong kết cấu nền - mặt đường và điều
kiện tự nhiên trong khu vực xây dựng đường sẽ không những làm cho kết cấu
mặt đường không đủ cường độ và độ ổn định cường độ cũng như độ bằng phẳng
cần thiết, gây nên những hư hỏng trong quá trình khai thác làm giảm tuổi thọ
công trình, giảm mức độ tiện nghi cho người và phương tiện tham gia giao
thông. Hai vấn đề cơ bản trong công tác thiết kế kết cấu mặt đường mà người
thiết kế phải giải quyết để đảm bảo yêu cầu của kết cấu áo đường mềm là:
Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đường: Nội dung chính ở đây là chọn và bố trí
hợp lý các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp trong
kết cấu áo đường, chọn các giải pháp tăng cường cường độ và sự ổn định cường

độ của khu vực tác dụng (bao gồm cả các giải pháp thoát nước nếu cần, cho các
lớp kết cấu nền áo đường). Việc thiết kế cấu tạo này có ý nghĩa hết sức quan
trọng. Nếu không thiết kế cấu tạo hợp lý và đúng đắn thì việc tính toán cường độ
sẽ trở nên vô nghĩa, nhất là trong điều kiện hiện nay chưa có phương pháp tính
toán nào xét được đầy đủ các tác dụng phá hoại bề mặt do xe chạy và do thiên
nhiên gây ra đối với áo đường. Thực tế chứng minh việc tăng cường bề dày áo
đường không làm giảm được ứng suất cắt lớn nhất xuất hiện ở lớp mặt trên cùng
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 8


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

(là nguyên nhân làm cho mặt đường bị xô trượt, bong bật...); để tránh lớp mặt
trên bị phá hoại do ứng suất loại này thì chỉ có biện pháp cấu tạo vật liệu lớp mặt
trên cùng có khả năng chống cắt cao. Xu hướng hiện nay là dùng nhựa cải tiến.
Tính toán cường độ (bề dày) áo đường: Theo phương pháp tính toán cường độ
mặt đường mềm đang sử dụng ở nước ta hiện nay, bề dày các tầng, lớp trong kết
cấu áo đường được quyết định thông qua kiểm toán các trạng thái giới hạn về
cường độ (bề dày này đã thỏa mãn các yêu cầu về cấu tạo).
Một trong số những thông số quyết định chiều dày các lớp áo đường là tải trọng
trục tính toán và số trục xe tính toán. Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn hiện nay
được quy định là trục đơn của ô tô có trọng lượng 100 kN hoặc 120 kN hoặc tải
trọng trục đơn nặng nhất có thể có trong dòng xe (đối với những đường có lưu
thông các loại trục xe nặng khác biệt nhiều so với loại trục tiêu chuẩn). Số trục
xe tính toán được định nghĩa là tổng số trục xe đã được quy đổi về trục xe tính
toán tiêu chuẩn (hoặc trục xe nặng nhất tính toán) sẽ thông qua mặt cắt ngang
đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời
kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế [2].

Như vậy người thiết kế phải sử dụng lưu lượng xe và tải trọng trục xe dự
báo cho những năm tương lai để tiến hành quy đổi về tải trọng trục và số trục xe
tính toán nhằm quyết định chiều dày các lớp kết cấu áo đường thông qua việc
kiểm toán đảm bảo các trạng thái giới hạn về cường độ. Điều này mang tính chất
chủ quan rất lớn, vì việc dự đoán tốc độ tăng trưởng dòng xe trong tương lai rất
phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan, vì thế việc dự báo này có
thể đúng và cũng có thể sai. Nếu việc dự báo này là sai thì kết quả tính toán
chiều dày sẽ không đủ, tức là cường độ của kết cấu áo đường không được đảm
bảo, do vậy kết cấu áo đường bị phá hoại do tải trọng là điều đương nhiên. Nếu
tính đến cường độ dự trữ thì buộc người thiết kế phải tính toán lại với tải trọng
trục 120 kN, 150 kN hoặc lớn hơn dẫn đến việc phải tăng chiều dày kết cấu, việc
kiểm toán ứng suất kéo, trượt vì thế cũng thay đổi theo.
Đặc điểm của tải trọng xe chạy tác dụng lên mặt đường là một lực tác
dụng động, đột ngột tức thời và trùng phục nhiều lần. Các nghiên cứu trước đây
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 9


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

đã chỉ ra rằng đặc điểm của tải trọng xe chạy có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm
việc của đất nền và các lớp áo đường mềm (là những vật liệu có tính đàn hồi,
nhớt). Cụ thể là ảnh hưởng đến trị số biến dạng và khả năng chống lại biến dạng
của chúng. Cùng trị số tải trọng tác dụng nhưng thời gian tác dụng lâu thì biến
dạng càng lớn.
Hiện nay chúng ta đang sử dụng cơ sở tính toán cường độ áo đường mềm
với các thông số tính toán theo tác dụng của tải trọng động (thời gian tác dụng
ngắn). Tuy nhiên tại những vị trí xe chạy chậm hoặc đỗ xe nhiều như ở trước
chỗ giao nhau, chỗ đỗ xe buýt...thì rõ ràng tải trọng tác dụng lên mặt đường là

tĩnh và dài hạn vì vậy mà độ biến dạng của mặt đường là lớn hơn. Do đó nếu áp
dụng thiết kế cho những vị trí đặc biệt này cũng giống như các vị trí khác thì
chắc chắn mặt đường sẽ bị biến dạng và hư hỏng trong quá trình khai thác.
Lưu lượng xe, tải trọng xe và tốc độ xe chạy có ý nghĩa quyết định đến
việc thiết kế lựa chọn loại hỗn hợp, bố trí các lớp vật liệu trong kết cấu áo đường
và loại nhựa sử dụng, để đảm bảo các yêu cầu của kết cấu áo đường về cường
độ, độ ổn định và độ bằng phẳng nhằm chống lại những hư hỏng mặt đường do
điều kiện giao thông gây ra, đảm bảo hiệu quả khai thác.
Đặc điểm khai thác của đường ô tô là phải chịu đựng lưu lượng xe ngày
càng tăng, tải trọng xe ngày càng nặng (hình 1.1). Xe cộ tác dụng lên công trình
dưới dạng tải trọng tĩnh, động và trùng phục. Tải trọng này mang tính ngẫu
nhiên và phân bố không đều. Tác động của tải trọng xe tới độ bền của kết cấu
nền - mặt đường xét về nguyên lý, tổ hợp gồm: tải trọng trục + bánh xe + mặt
đường giữ vai trò quyết định đến độ bền và tuổi thọ của kết cấu mặt đường.
Trong đó toàn bộ tải trọng chất lên xe được phân bố lên các trục để thông qua
bánh xe truyền trực tiếp tải trọng xuống mặt đường và sẽ gây hư hỏng đối với
kết cấu mặt đường.

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 10


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Hình 1.1. Lưu lượng xe lưu thông trên đường

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 11

Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường, căn cứ vào tải trọng, độ
cứng của bánh xe và độ cứng của mặt đường mà diện tích truyền áp lực xuống
có thể lớn hay nhỏ, ảnh hưởng trực tiếp đến sự chịu tải của các lớp kết cấu mặt
đường và của nền đường.
Xét về yếu tố tải trọng trục và bánh xe, nếu để cho các phương tiện có
mức độ trọng tải không hợp lý sẽ gây hư hỏng cho kết cấu mặt đường và các
công trình cầu cống trên đường. Theo tài liệu nghiên cứu của Hội những người
làm đường ôtô và vận tải ở Mỹ (AASHTO), các loại xe tải thông dụng hiện đang
lưu thông trên đường có 4 kiểu trục xe cơ bản như sau:
-

Trục đơn - bánh đơn;

-

Trục đơn - bánh kép;

-

Trục kép - bánh đơn;

-

Trục kép - bánh kép.
Hệ số chuyển đổi tải trọng của các loại xe kiểu trục đơn bánh kép và trục

kép bánh kép về trục đơn bánh kép của xe tiêu chuẩn 80kN đã được tính với giả
thiết : Chỉ số phục vụ ở cuối thời kỳ thiết kế Pt = 2,5, chỉ số kết cấu mặt đường
mềm SN = 3 và BTXM dày 22cm.
Bảng 1.1. Hệ số chuyển đổi tải trọng của một số loại xe thông dụng
theo tiêu chuẩn AASHTO
Loại trục
xe

Trục đơn

Tải trọng trục xe

Hệ số quy đổi tải trọng

(kN)

(lbs)

Mặt đường mềm

Mặt đường cứng

8,9

2 000

0,0003

0,0002

44,5

10 000

0,118

0,082

62,3

14 000

0,399

0,341

80,0

18 000

1,000

1,000

97,8

20 000

1,40

1,57

133,4

30 000

7,90

8,28

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 12


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Loại trục
xe

Trục kép

Tải trọng trục xe

Hệ số quy đổi tải trọng

(kN)

(lbs)

Mặt đường mềm

Mặt đường cứng

8,9

2 000

0,0001

0,0002

44,5

10 000

0,011

0,013

62,3

14 000

0,042

0,048

80,0

18 000

0,109

0,133

97,8

20 000

0,162

0,206

133,4

30 000

0,703

1,14

151,2

34 000

1,11

1,92

177,9

40 000

2,06

3,74

222,4

50 000

5,03

9,07

Qua kết quả tính nêu trong bảng 1.1, chúng ta thấy: nếu so sánh cùng kiểu
trục đơn giữa 2 cấp tải trọng như trên thì nguy cơ gây hư hỏng mặt đường do xe
vượt tải có tải trọng trục đơn 30 000 lbs (133,4kN) gây ra sẽ gấp 7,9 lần so với
tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 18 000 lbs (80kN).
Từ kết quả tính toán nêu trong bảng, AASHTO đã đưa ra một số khuyến
nghị sau:
-

Để đạt được mức độ ảnh hưởng tới mặt đường tương đương như do xe có
tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 80kN gây ra, thì với loại xe tải nhẹ có tải
trọng trục đơn 44,5kN có tác động gấp 12 lần so với xe tiêu chuẩn .

-

Tương tự, để đạt được mức độ ảnh hưởng như nhau tới mặt đường do xe
có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 80kN gây ra trong một số lượt chạy nhất
định, thì với xe tải nặng hơn có tải trọng trục đơn 97,8kN chỉ được phép
chạy bằng một nửa số lượt đó.

-

Nguy cơ gây hư hỏng mặt đường của xe có tải trọng trục đơn tiêu chuẩn
80kN gấp 3000 lần so với xe con có tải trọng trục đơn 8,9kN.

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 13


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

-

Cùng chịu một tải trọng như nhau là 133kN nhưng nguy cơ gây hư hỏng
mặt đường của xe tải nặng trục đơn sẽ lớn gấp khoảng 11 lần so với xe
trục kép.
Dưới tác dụng của tải trọng xe, trong kết cấu mặt đường sẽ phát sinh ứng

suất - biến dạng. Kết quả là làm cho khả năng chịu lực của kết cấu áo đường
giảm dần; cường độ không ổn định. Từ đó xuất hiện các hư hỏng làm giảm chất
lượng khai thác. Dưới đây sẽ phân tích kỹ hơn ảnh hưởng của tải trọng xe đến
hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa (trong thiết kế áo đường, lưu lượng xe
được tính quy đổi về tải trọng xe).
Khi xe đứng yên: tải trọng tĩnh thẳng đứng Q của ô tô sẽ truyền xuống

mặt đường thông qua các bánh xe, phản lực R của mặt đường có giá trị bằng Q
từ tâm vệt tiếp xúc của bánh xe và có hướng ngược lại.
Khi xe chạy: tải trọng động của ô tô cũng tác dụng lên mặt đường thông
qua các bánh xe, bao gồm: tác dụng của tải trọng thẳng đứng và tác dụng của tải
trọng nằm ngang.
Tải trọng thẳng đứng phân bố xuống mặt đường thông qua vệt bánh xe.
Tại tâm vệt tiếp xúc áp lực thẳng đứng có giá trị lớn nhất. Ứng suất do tải trọng
thẳng đứng gây ra tắt dần theo chiều sâu mặt đường.

Tải trọng thẳng đứng có tác dụng rất phức tạp lên kết cấu nền - mặt
đường do: Xe có trọng lượng khác nhau, chạy với tốc độ khác nhau nên giá trị
của áp lực, tốc độ tăng áp lực và thời gian tác dụng của tải trọng trên mỗi điểm
cũng khác nhau, tạo ra trong kết cấu áo đường các sóng đàn hồi. Xung lượng I
do tải trọng tác dụng ngắn hạn có giá trị:
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 14


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

I=

π.a.p

max ; daN.giây
2
6v
cm
1

Trong đó:
a

- Trục elíp vệt tiếp xúc bánh xe theo hướng dọc đường, cm;

pmax

- Áp suất lớn nhất của bánh xe tác dụng lên mặt đường, daN/cm2;

v1

- Tốc độ gia tải, cm/giây.

Do mặt đường không bằng phẳng, nên ngoài tác dụng tĩnh, khi xe chuyển
động còn va đập vào mặt đường tạo nên tác dụng động (xung kích) và I cũng
tăng lên.
Khi xe chuyển động trên đường cong đứng (lồi hoặc lõm) giá trị của áp
lực thẳng đứng cũng có biến đổi do có thêm lực ly tâm.
Tác dụng của tải trọng ngắn hạn lặp đi lặp lại nhiều lần trong một đơn vị
thời gian còn làm cho vật liệu mặt đường phát sinh hiện tượng mỏi và có thể tích
lũy dần các biến dạng dư (biến dạng không hồi phục).
Dưới tác dụng của áp lực thẳng đứng tĩnh và động, nền mặt đường sẽ
phát sinh biến dạng lún, dập, vỡ..
Tải trọng nằm ngang phát sinh do ma sát giữa bánh xe và mặt đường
trong các trường hợp: Do mô men quay Mk ở bánh xe khi xe chuyển động. Lực
này sẽ rất lớn khi xe bắt đầu chuyển bánh, lên hoặc xuống dốc lớn; Do lực ly
tâm khi xe chạy trong đường cong nằm; Do hãm xe; Do xe không hoàn toàn
chuyển động trong mặt phẳng lăn (lắc ngang).
Cũng như tải trọng thẳng đứng, trị số áp lực ngang của xe cộ tác dụng lên

kết cấu nền - mặt đường rất phức tạp do:
Xe có trọng lượng khác nhau, chạy với tốc độ rất khác nhau nên lực bám,
lực ly tâm, lực hãm có tốc độ và thời gian tác dụng của tải trọng trên mỗi điểm
cũng khác nhau.
Do các yếu tố của tuyến đường: trắc dọc, trắc ngang, hệ số bám . . . rất
ngẫu nhiên.
Do các tình huống ngẫu nhiên khi xe chạy trên trên đường.
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 15


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Dưới tác dụng của áp lực nằm ngang nền - mặt đường sẽ phát sinh biến
dạng xô trượt, bào mòn, bong bật. Tuy vậy nhưng trong phương pháp thiết kế
BTN hiện nay chưa tính đến loại tải trọng nằm ngang này.
1.2.

CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ HỖN HỢP BTN

1.2.1. Mục tiêu của việc thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa:
-

Đảm bảo khả năng chống lại biến dạng không hồi phục: Biến dạng không
hồi phục là hiện tượng hư hỏng tương đối phổ biến đối với mặt đường bê
tông nhựa, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng, khi mà độ nhớt của
nhựa đường trong hỗn hợp thấp và khả năng chịu tải trọng chủ yếu phụ
thuộc vào khung cốt liệu. Khả năng chống lại biến dạng không hồi phục
sẽ được khống chế bằng cách lựa chọn chất lượng và cấp phối cốt liệu,

lựa chọn loại nhựa đường phù hợp, lựa chọn hàm lượng nhựa đường để
đảm bảo độ rỗng dư hợp lý trong hỗn hợp [1]. Những yếu tố này sẽ được
phân tích kỹ ở phần tiếp theo.

-

Đảm bảo cường độ kháng mỏi: Đã có nhiều nhà nghiên cứu thực hiện thí
nghiệm mỏi với hỗn hợp bê tông nhựa và đối với nhựa đường. kết quả
thu được không giống như các loại vật liệu khác, thể hiện tính chất đặc
biệt của nhựa đường và bê tông nhựa. Kết quả thí nghiệm cho thấy có sự
không đồng nhất giữa thí nghiệm mỏi sử dụng biến dạng không đổi lặp
lại và thí nghiệm mỏi sử dụng ứng suất không đổi lặp lại đối với mẫu bê
tông nhựa. Với thí nghiệm mỏi sử dụng ứng suất lặp, nhựa đường hay
hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng nhựa đường có độ kim lún càng nhỏ hoặc
độ nhớt càng lớn cho tuổi thọ mỏ càng cao. Với thí nghiệm mỏi sử dụng
biến dạng lặp thì cho kết quả ngược lại. Vì vậy để đảm bảo cường độ
kháng mỏi thì đối với mặt đường mỏng, nên sử dụng hỗn hợp bê tông
nhựa có độ cứng nhỏ (tuy nhiên độ cứng này không nên thấp quá làm
tăng nguy cơ xảy ra lún vệt bánh xe); đối với mặt đường dày hơn nên sử
dụng hỗn hợp bê tông nhựa có độ cứng lớn.

-

Đảm bảo cường độ chống nứt trong điều kiện nhiệt độ thấp: Nứt trong
điều kiện nhiệt độ khai thác thấp là loại hư hỏng phổ biến của mặt đường

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 16

Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

bê tông nhựa trong các vùng khí hậu lạnh. Khả năng chống nứt của hỗn
hợp bê tông nhựa phụ thuộc vào độ kim lún, độ nhớt và các chỉ tiêu tính
nhạy cảm với nhiệt độ (PI, PVN) của nhựa đường sử dụng trong hỗn hợp
ở điều kiện nhiệt độ thấp.
-

Đảm bảo độ bền: Độ bền của hỗn hợp bê tông nhựa có liên quan mật
thiết đến việc tạo được mạng nhựa có độ dày đủ để bao bọc hạt cốt liệu,
để có thể giảm thiểu hiện tượng hóa cứng và lão hóa của nhựa đượng
trong quá trình sản xuất hỗn hợp, thi công và khai thác. Hỗn hợp bê tông
nhựa đã đầm nén cần có độ rỗng dư không quá cao để hạn chế quá trình
lão hóa của bê tông nhựa.

-

Đảm bảo khả năng chống lại hư hỏng do độ ẩm: Khi chịu tác động của độ
ẩm hay của nước, một số loại bê tông nhựa có thể bị bong bật do dính
bám kém giữa bề mặt cốt liệu và chất dính bám. Lựa chọn cốt liệu và
chất kết dính phù hợp; sử dụng các loại chất phụ gia cải thiện; thiết kế
hỗn hợp đảm bảo bề mặt kín là những giải pháp thiết kế hữu dụng trong
trường hợp này.

-

Đảm bảo khả năng chống trượt của mặt đường: Mặt đường bê tông nhựa
nếu không có khả năng chống trượt cao thì khi chịu tác dụng của lực
ngang hoặc khi xe hãm phanh không những gây mất an toàn cho việc

chạy xe mà còn làm cho mặt đường bị hư hỏng. Khả năng chống trượt
của mặt đường bê tông nhựa phụ thuộc nhiều vào cấu trúc bề mặt, hình
dạng, kích cỡ và khả năng mài mòn của cốt liệu. Ngoài ra hỗn hợp cần có
lượng nhựa vừa đủ đủ để không tạo bề mặt đường trơn nhẵn.

-

Đảm bảo khả năng linh động: Hỗn hợp được thiết kế phải đảm bảo dễ rải
và đầm nén. Trong thực tế không có thí nghiệm nào kiểm soát tính linh
động của hỗn hợp bê tông nhựa, mà hiện tượng này chỉ được phát hiện
trong quá trình thi công. Tuy nhiên, hỗn hợp thiết kế phù hợp và quy
trình thi công hợp lý sẽ khắc phục được vấn đề này.

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 17


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

1.2.2. Các yêu tố liên quan đến thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa:
Lựa chọn thành phần cấp phối: Đây là công việc quan trọng nhất đối với
thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa. Vì cấp phối cốt liệu là đặc tính rất quan trọng của
hỗn hợp cốt liệu. Nó ảnh hưởng đến hầu hết các đặc tính quan trọng của hỗn
hợp, bao gồm độ cứng, độ ổn định, độ bền, độ thấm nước, độ linh động, khả
năng chịu mỏi, cường độ chống trượt và khả năng chống lại các hư hỏng do ảnh
hưởng của nước.
Thành phần cốt liệu hỗn hợp bê tông nhựa gồm cốt liệu lớn, cốt liệu mịn và
bột khoáng:
a)

Cốt liệu lớn

-

Ảnh hưởng của cốt liệu lớn đến tính chất và khả năng chịu lực của hỗn
hợp BTN là rất lớn. Cốt liệu lý tưởng cho hỗn hợp BTN phải có cấp phối
hợp lý, cường độ, khả năng chịu hao mòn và hình dạng góc cạnh. Những
tính chất khác bao gồm độ rỗng thấp, bề mặt xù xì, không bị bẩn, và có
tính ghét nước.

-

Cấp phối, cường độ, độ hao mòn, và hình dạng của cốt liệu là rất quan
trọng ảnh hưởng đến sự ổn định của kết cấu. Độ rỗng và đặc trưng bề mặt
vật liệu khoáng ảnh hưởng rất lớn đối với mối liên kết giữa bitum và bề
mặt vật liệu khoáng. Chất kết dính asphalt hay các sản phẩm của nó phải
dính chặt vào cốt liệu và đồng thời phải bao phủ toàn bộ bề mặt cốt liệu.
Nếu cốt liệu có độ rỗng thấp và trơn nhẵn chất kết dính asphalt không thể
dính vào cốt liệu. Sự dính bám trở thành một chỉ tiêu quan trọng khi hỗn
hợp BTN làm việc trong môi trường nước. Nếu cốt liệu rất dễ thấm ướt,
nước sẽ ngấm vào bề mặt cốt liệu và cốt liệu sẽ bị tách ra không dính vào
bitum. Hiện tượng này đã được biết và nó được gọi là sự bong, tróc của
bitum với vật liệu khoáng.

-

Những tính chất về độ cứng rất quan trọng đối với cốt liệu lớn để chống
lại sự mài mòn do những bánh xe gây ra. Độ cứng cũng giúp chống lại
tác dụng do những xe tải trọng nặng gây ra.

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 18


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

b)

Cốt liệu nhỏ
Vai trò của cốt liệu nhỏ (cát) trong hỗn hợp BTN là chèn lấp các kẽ hở

giữa các hạt cốt liệu lớn, làm tăng độ đặc chắc của hỗn hợp. Cát để chế tạo BTN
chỉ dùng loại hạt lớn với mô đun độ lớn M đl ≥ 2,0, có thể dùng cát thiên nhiên
hoặc cát xay [3]. Xu hướng hiện nay là sử dụng cát xay thay cho cát tự nhiên vì
nhiều lý do, trong đó chất lượng của cát xay có ưu điểm hơn: Hạt cát đồng đều
hơn, có thể điều chỉnh môđun và tỷ lệ thành phần hạt theo từng yêu cầu cấp phối
cho các loại bê tông khác nhau (như bê tông asphalt, bê tông xi măng, bê tông
đầm lăn, bê tông mác cao đặc biệt ...). Theo một số nghiên cứu trên thế giới thì
việc ứng dụng cát xay dùng trong bê tông xi măng và bê tông nhựa cho phép tiết
kiệm xi măng, tiết kiệm nhựa đường, rút ngắn thời gian thi công và tăng tuổi thọ
cho công trình. Các kết quả thí nghiệm đối chứng bước đầu được thực hiện tại
Viện khoa học công nghệ Giao thông Vận tải đã đánh giá được chất lượng của
bê tông nhựa (BTNC 12.5) có sử dụng cát xay tốt hơn so với bê tông nhựa sử
dụng cát tự nhiên thông thường [4].
c)

Bột khoáng
Bột khoáng là thành phần quan trọng của hỗn hợp BTN. Nó không những

nhét đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn hơn (cát, đá dăm hoặc sỏi nghiền) làm
tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng
bitum trên bề mặt hạt vật liệu khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa
chúng tăng lên, cường độ và độ bền nước của BTN cũng tăng lên. Khi trộn với
bitum trong hỗn hợp BTN, bột khoáng cần tạo nên một lớp hoạt tính, ổn định
nước. Mối quan hệ vật lý, hoá học giữa bề mặt hạt bột khoáng và bitum làm tăng
cường độ của BTN, nhưng cũng làm tăng tính giòn của nó. Vì vậy, lượng bột
khoáng trong BTN chỉ được dùng trong một giới hạn nhất định để tránh làm
tăng tốc độ hoá già của bitum trong hỗn hợp. Bột khoáng để chế tạo BTN
thường sử dụng các loại bột mịn từ đá vôi và đá đôlômit. Cường độ chịu nén của
đá không nhỏ hơn 200 daN/cm 2. Vật liệu chế tạo bột khoáng cần sạch, không
chứa các chất bẩn và sét quá 5%. Bột khoáng cần phải khô, xốp khi trộn với
bitum, không được vón cục, có khả năng hút bitum tốt.
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 19


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Kinh nghiệm ở Australia cho thấy rằng bột đá vôi sẽ hỗ trợ rất nhiều
trong việc chống bong tróc trong điều kiện độ ẩm cao và kiến nghị đưa vào hỗn
hợp BTN.
Xác định hàm lượng nhựa tối ưu cho mỗi cấp phối lựa chọn: Như đã
phân tích ở trên, hàm lượng nhựa và loại nhựa có ảnh hưởng lớn đến các hư
hỏng của bê tông nhựa. Hàm lượng nhựa phải vừa đủ để bao bọc các hạt cốt liệu
và tạo độ rỗng dư cần thiết, tránh hiện tượng chảy nhựa làm xô dồn các hạt cốt
liệu dưới tác dụng của nhiệt độ và tải trọng xe. Loại nhựa phải phù hợp để giảm
hiện tượng lão hóa gây nứt và bong bật mặt đường.

1.3.

CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT LƯỢNG THI CÔNG
Khi chất lượng của đồ án thiết kế được đảm bảo thì chất lượng của quá

trình thi công là nguyên nhân tiếp liên quan đến những hư hỏng của mặt đường
bê tông nhựa. Các yếu tố đảm bảo chất lượng của quá trình thi công có thể kể
đến là: máy móc và thiết bị thi công như trạm trộn bê tông nhựa, thiết bị vận
chuyển, thiết bị rải, thiết bị lu lèn; chất lượng công tác chuẩn bị trước khi thi
công mặt đường bê tông nhựa; chất lượng của công tác rải hỗn hợp bê tông
nhựa; chất lượng công tác lu lèn hỗn hợp bê tông nhựa. Khi những yếu tố này
không được đảm bảo tuân thủ một cách chặt chẽ theo những quy trình thi công
sẽ gây ra những hư hỏng, thậm chí hư hỏng nghiêm trọng cho mặt đường.
Thực tế cho thấy những hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa do chất
lượng thi công kém thường xuất phát từ các nguyên nhân chủ yếu là:
Tuyển chọn vật liệu không đúng thiết kế: Như đã phân tích ở trên, vật liệu cấu
tạo các lớp trong kết cấu áo đường sẽ hình thành nên cường độ chung của kết
cấu tổng thể nền - áo đường và cường độ riêng của từng lớp trong kết cấu; quyết
định khả năng chống lại biến dạng của mặt đường dưới các tác nhân phá hoại.
Vì thế trong thi công, việc tuyển chọn vật liệu không đúng là một trong
những nguyên nhân dẫn đến những hư hỏng của mặt đường sau này.
Thiết kế hỗn hợp BTN chưa chuẩn: Việc thiết kế hỗn hợp BTN nhằm đạt được
những điều đã nêu ở phần 1.1.1. Hiện nay có nhiều phương pháp thiết kế hỗn
hợp BTN. Mỗi phương pháp lại có những ưu và nhược điểm riêng. Hai phương
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 20


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

pháp thiết kế hỗn hợp BTN được dùng phổ biến hiện nay là: Phương pháp thiết
kế Marshall và Phương pháp thiết kế SuperPave.
Phương pháp Marshall - Đây là phương pháp được sử dụng chính ở nước
ta hiện nay. Ưu điểm của phương pháp này là đã chú ý đến các đặc tính độ chặt
và độ rỗng của hỗn hợp BTN. Các phân tích này đảm bảo cho các thành phần
thể tích của các vật liệu trong hỗn hợp đạt tới một độ bền của hỗn hợp bê tông
nhựa chặt, rải nóng. Nhược điểm của phương pháp này là quá trình đầm nén
mẫu không mô phỏng hết được quá trình lu lèn thực tế ngoài hiện trường. Vì vậy
độ ổn định Marshall không thể hiện cường độ chịu cắt của hỗn hợp bê tông nhựa
và nó khó đảm bảo được khả năng chống lại vệt hằn bánh xe cho mặt đường
BTN; đồng thời khả năng làm việc của mặt đường BTN chưa được xem xét một
cách tổng thể vì vậy hỗn hợp BTN rải nóng theo phương pháp này chưa khắc
phục được ba hư hỏng chính cần được xem xét là biến dạng vĩnh cửu, nứt do
mỏi và nứt ở nhiệt độ thấp. Do đó cần phải đưa thêm các chỉ tiêu mới vào thiết
kế hỗn hợp BTN.
Phương pháp thiết kế SuperPave có ưu điểm lớn là đã đưa ra một hệ
thống thiết kế BTN tổng hợp, phản ánh được sự tác động của tải trọng và môi
trường tới đặc tính của lớp vật liệu BTN trong kết cấu nền - áo đường; phương
pháp thiết kế linh hoạt cho các vùng có khí hậu khác nhau. Tại vùng có khí hậu
nóng, thiết kế có thể tập trung vào biến dạng vĩnh cửu hoặc cả biến dạng vĩnh
cửu và nứt mỏi, còn đối với vùng khí hậu lạnh có thể tập trung vào những hư
hỏng do nhiệt độ thấp. Trong các vùng khí hậu có cả nóng và lạnh có thể chọn
sử dụng mức thiết kế 3 cho phân tích biến dạng vĩnh cửu, chọn mức thiết kế 2
cho phân tích hư hỏng do nứt mỏi và nứt do nhiệt độ thấp. Nhược điểm lớn của
phương pháp này đối với nước ta là yêu cầu về dữ liệu quan trắc về nhiệt độ,
môi trường, tải trọng.
Nhiệt độ thi công, điều kiện thi công chưa đúng: Trong thi công mặt đường
BTN rải nóng, nhiệt độ thi công và điều kiện thi công đóng vai trò quyết định
đến chất lượng sản phẩm. Quy trình thi công mặt đường BTN hiện nay quy định

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 21


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

rất chặt chẽ về nhiệt độ thi công và điều kiện thi công mặt đường BTN. Những
hư hỏng do nguyên nhân này là do công tác giám sát không tốt.
Bột đá (là vật liệu đắt tiền) thiết kế thường thiếu: Như đã phân tích ở 1.1.1 bột
đá là thành phần quan trọng trong hỗn hợp BTN. Bột đá cùng với chất kết dính
bitum sẽ tạo nên nhân asphalt. Bột đá không được quá nhiều vì sẽ làm tăng tốc
độ hóa già của bitum trong hỗn hợp BTN nhưng cũng không được thiếu vì sẽ
làm giảm cường độ và độ bền nước của BTN.
Những hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa có nguyên nhân từ quá trình
thi công không đảm bảo chất lượng có thể kể đến như bảng 1.2.
Bảng 1.2: Những hư hỏng của mặt đường bê tông nhựa
do chất lượng thi công không đảm bảo
Nguyên nhân phát sinh hư hỏng

Giải pháp khắc phục

Mặt đường bị lồi lõm
1. Chế độ nhiệt các giai đoạn thi công Điều chỉnh vấn đề ở máy rải hoặc ở
không đúng
khâu vận chuyển
2. Bề mặt lớp hỗn hợp không bằng
phẳng sau khi rải

Điều chỉnh thanh gạt

3. Máy rải đứng lâu giữa các lần cấp
liệu

Sửa chữa các sự cố trạm trộn nếu có,
điều chỉnh tốc độ máy rải

4. Lu rung di chuyển quá chậm

Tăng tốc độ lu rung

5. Kích cỡ cốt liệu lớn nhất lớn hơn
chiều dày lớp rải

Tăng chiều dày rải hoặc xem lại thiết
kế hỗn hợp

6. Bộ phận mở rộng thêm của máy
rải được bố trí không hợp lý

Xem lại để điều chỉnh lắp đặt

7. Thanh gạt bị mòn

Thay thế thanh gạt

8. Để máy rải chạy không tải giữa
các tải trọng lu

Không cho máy rải chạy

9. Xe tải phanh trên mặt đường mới
rải

Điều khiển giao thông

10. Bộ phận cửa cấp hỗn hợp bị mòn

Thay thế bộ phận cửa cấp liệu

Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 22


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Nguyên nhân phát sinh hư hỏng

Giải pháp khắc phục

11. Nhiệt độ hỗn hợp quá thấp

Điều chỉnh hoạt động của trạm

12. Hỗn hợp bị phân tầng

Điều chỉnh hoạt động của trạm

13. Các vết hỏng không sửa ngay

Sửa ngay khi có vết hỏng trên mặt
đường

Mặt đường bị lượn sóng
1. Bề mặt vật liệu không phẳng

Điều chỉnh thanh gạt

2. Bộ phận rải được cấp liệu quá
nặng

Kiểm tra lại cửa cấp liệu, điều chỉnh
cửa cấp liệu chậm lại

3. Thiếu điều khiển cao độ tự động

Điều chỉnh độ nhạy san gạt

4. Tốc độ lu quá cao

Cắt bỏ phần điều chỉnh

5. Thanh gạt mòn

Thay thế

6. Lu lèn kém

Sửa chữa lu

7. Cửa cấp liệu bị mòn

Thay thế cửa cấp liệu

8. Hỗn hợp mất ổn định

Điều chỉnh hoạt động của trạm

9. Nhiều điểm đổi dốc

Bổ sung các điểm đổi dốc

10. Xe tải phanh trên mặt đường mới
rải

Điều khiển giao thông

11. Thay đổi nhiệt độ hỗn hợp

Điều chỉnh hoạt động trạm trộn

12. Không sửa các vết hỏng ngay

Sửa ngay các vết hỏng

13. Điều chỉnh thái quá thiết bị kiểm
soát chiều dày

Điều chỉnh xem xét các mẫu báo cáo

Xuất hiện các điểm chảy nhựa
1. Thừa nhựa

Điều chỉnh trạm trộn

2. Điều khiển lu kém

Chỉ thị hoạt động lu theo kế hoạch

3. Các vết hỏng không được sửa ngay Sửa vết hỏng ngay
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 23


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Nguyên nhân phát sinh hư hỏng

Giải pháp khắc phục

4. Lu rung chạy quá nhanh

Giảm tốc độ lu rung

5. Trọng lượng lệch tâm tạo rung đặt
sai

Sửa lại đặt trọng lượng lệch tâm,

kiểm tra thông số rung

Mép vết rải bị hỏng
1. Thanh chắn không vuông góc

Điều chỉnh thanh chắn

2. Hỗn hợp nguội đọng lại cuối cửa
thanh gạt

Làm sạch

3. Điều khiển mở rộng máy rải không Kiểm tra thanh gạt
đúng
4. Cửa cấp liệu tự đóng quá nhanh

Mở các cửa cấp liệu

Vết thanh gạt
1. Xe tải va chạm với máy rải

Điều khiển giao thông

2. Máy rải dừng giữa hai lần cấp liệu

Điều chỉnh lại trạm và giảm tốc độ rải

3. Vết hỏng không được sửa ngay

Sửa vết hỏng

Cấu trúc bề mặt kém
1. Bề mặt hỗn hợp không phẳng

Điều chỉnh thanh gạt, hạ thấp cửa xả

2. Thanh gạt bị quá tải

Kiểm tra thanh gạt

3. Phần mở rộng vệt rải lắp không
đúng

Kiểm tra lại việc lắp đặt

4. Xe tải phanh

Điều khiển giao thông

5. Vật liệu quá nguội

Điều chỉnh quy trình trộn tại trạm

6. Độ ẩm trong hỗn hợp quá lớn

Điều chỉnh quy trình trạm trộn

7. Tốc độ rải quá nhanh

Giảm tốc độ rải

8. Nhiệt độ hỗn hợp thay đổi

Điều chỉnh quy trình trạm trộn

9. Thanh gạt mòn

Thay thế

Phân tầng trong vệt rải
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 24


Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, nguyên nhân và giải pháp khắc phục

Nguyên nhân phát sinh hư hỏng

Giải pháp khắc phục

1. Thanh xoắn hỏng

Thay thế

2. Phân tầng trên xe vận chuyển

Xả hỗn hợp liên tục hết mẻ

1.4.

CÔNG TÁC DUY TU, BẢO DƯỠNG
Để đảm bảo cho hệ thống đường bộ làm việc có hiệu quả trong thời hạn

thiết kế và kéo dài tuổi thọ con đường thì cần thiết phải nâng cao công tác bảo
trì đường bộ, bao gồm việc áp dụng có hiệu quả công nghệ bảo trì và hơn nữa là
quyết định thời gian bảo trì cho phù hợp. Thực trạng hiện nay, công tác điều tra
xác định các loại hư hỏng mặt đường còn kém và hạn chế dẫn đến không xác
định rõ được nguyên nhân gây hư hỏng, vì thế việc bảo trì được thực hiện không
đúng cách, không kịp thời đã làm cho mặt đường dưới tác dụng của các nhân tố
phá hoại (tải trọng xe, môi trường…) đã hư hỏng lại càng thêm hư hỏng khiến
công tác khắc phục và sửa chữa càng trở nên khó khăn hơn.
Một thực tế hiện nay là công nghệ bảo dưỡng sửa chữa mặt đường ở
nước ta nhìn chung chưa được phát triển. Về vật liệu bảo dưỡng, chủ yếu sử
dụng nhựa đường thông thường, hoặc nhũ tương nhựa đường thông thường. Về
máy móc thiết bị bảo dưỡng, hầu như không có máy móc thiết bị chuyên dùng
như máy rải cốt liệu, máy rải lớp phủ bê tông nhựa chuyên dụng có thể rải lớp
rất mỏng (> 2cm), hệ thống phun nhũ tương tự động có tốc độ và tỷ lệ phun ổn
định quá ít và thường xuyên hư hỏng do kém bảo dưỡng. Về công nghệ thi công,
các công nghệ mới trong bảo trì (chipseal, slurryseal, capseal...), trong sửa chữa
hư hỏng mặt đường bê tông nhựa (vá ổ gà, khắc phục vết nứt..) và trong mặt
đường bê tông xi măng (nứt vỡ, sửa chữa lỗ hổng dưới bản bê tông xi măng...)
với vật liệu mới như nhựa đường polime, nhũ tương nhựa đường polime và hệ
thống thiết bị đồng bộ hầu như chưa có nghiên cứu áp dụng. Những nghiên cứu
gần đây như: nghiên cứu một số giải pháp chính bảo dưỡng sửa chữa mặt đường
trong chương trình SHRP; chiến lược tối ưu cho công tác bảo trì và cải tạo mặt
đường nhựa trong điều kiện Việt Nam; khảo sát sử dụng mô hình HDM-4 kết
Nguyễn Quang Dư - Lớp cao học XD đường ô tô và TP - K16

Trang 25