Xây dựng chu trình xác lập kế hoạch công tác bảo trì mạng lưới mặt đường ô tô

1Xây dựng Chu trình Xác lập Kế hoạch Công tác Bảo trì Mạng lưới Mặt đường ô tô Người thực hiện: GV.TS. Đinh Văn Hiệp Bộ môn: Đường ô tô & Đường đô thị Khoa: Cầu Đường ĐHXD, 12/2010 Mã số: 22-2010/KHXD Development of Framework for Optimization Analysis of Rolling Multiyear Work Programs for Road Network Preservation 2 9 [Hội thảo] Đinh Văn Hiệp (2010). Identification of Single or Rolling Multiyear Work Programs for Road Network Preservation. Proceedings of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, EASTS, 2009, CD-ROM, 16 pages. (Online) 9 [Tạp chí] Đinh Văn Hiệp & K. Tsunokawa (2010). Methodological Development of Strategy Analysis for a Nationwide Road Network: Option Evaluation Systems with Dynamic Sectioning. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies (EASTS), ISSN: 1881- 1124 (awarded Conference Travel Grants by EASTS). Bài báo liên quan 3 9 Mạng lưới mặt đường hiện nay đang xuống cấp nghiêm trọng do việc tăng nhanh lưu lượng giao thông & xe nặng, bên cạnh với việc hạn chế về nguồn vốn 9 Báo cáo dự án RNIP cho thấy khoảng 40% mạng lưới mặt đường quốc lộ ở tình trạng xấu và rất xấu. 9 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 Quản lý & bảo trì mặt đường Tình trạng mạng lưới mặt đường Việt Nam: Phân tích sử dụng HDM-4 39.48862.591 90.813Ngân sách hàng năm (US$mil. ) Nguồn vốn hiện tại PA duy trì điều kiện MĐ (IRI) Phương án tối ưu Phương án 5 9Công tác bảo trì chưa có những kế hoạch công việc và có những kế hoạch về việc phân bổ vốn cho công tác quản lý và bảo trì mạng lưới đường, đặc biệt khi hạn chế về nguồn vốn. Đưa ra chu trình phân tích lập kế hoạch bảo trì mạng lưới đường bộ: Mục đích 1: Lập kế hoạch (1) Lựa chọn ưu tiên các đoạn tuyến (2) Lựa chọn công việc bảo trì (3) Dự trù & phân bổ nguồn kinh phí. 6 • Tuy nhiên, phân tích lập kế hoạch thực hiện phân tích ưu tiến hóa cho 1 danh sách các tuyến đường định sẵn, nhằm lựa chọn các tuyến cho công tác bảo trì nhiều năm dưới nguồn vốn hạn hẹp. Phân tích tồn tại yếu tố chủ quan khi định ra các tuyến đưa vào phân tích ưu tiên Mô hình phân tích/lập kế hoạch: Tồn tại (1) • HDM-4 được xem là mô hình phân tích tiên tiến sử dụng phổ biến cho việc lập kế hoạch 79 Đề xuất sử dụng phân tích chiến lược kết hợp với việc phân đoạn đồng nhất của mạng lưới mặt đường. 9 Xây dựng chu trình/trình tự thực hiện như là chỉ dẫn nhằm ứng dụng cho các phân tích trong thực tế. Lập kế hoạch: Giải pháp của nghiên cứu -> Phân tích mang tính khách quan và khoa học hơn thông qua việc xem xét toàn bộ mạng lưới thay vì chỉ xem xét 1 số đoạn tuyến xác định chủ quan. 8 • Mức độ chính xác không cao; không đi vào chi tiết công việc bảo trì cụ thể cho từng hư hỏng mặt đường. Cần kết hợp các phương pháp xác định cụ thể công việc bảo trì dựa trên phân tích kết cấu và kỹ thuật nhằm xác lập công tác xây lắp cụ thể. Mô hình phân tích/lập kế hoạch: Tồn tại (2) • HDM-4 giải quyết bài toán tối ưu kinh tế–kỹ thuật của mạng lưới dưới góc độ vĩ mô và ấn định công việc bảo trì tiêu chuẩn cho từng đoạn tuyến đồng nhất. 9 9 Giới thiệu phương thức kết hợp giữa kết quả từ phân tích HDM-4 và cách thức xác định công việc cụ thể theo phương pháp VIZIR. Sử dụng thiết bị để thu thập dữ liệu, phân loại hư hỏng, và đánh giá chất lượng mặt đường Mục đích 2: Xác định công việc cụ thể Khả năng chịu lực của kết cấu mặt đường, lưu lượng giao thông, chỉ tiêu đánh giá chất lượng Các nhà quản lý và kỹ thuật đưa ra quyết định giải pháp bảo trì thích hợp cho từng vị trí hư hỏng nhất định 10 „ Tổng quan & Mục đích nghiên cứu „ Đề xuất chu trình phân tích „ Ví dụ cụ thể „ Kết luận Nội dung Chu trình Đề xuất Bước 2: Phân tích ưu tiên hóa: để xác định danh sách tuyến của chương trình nhiều năm dưới điều kiện hạn hẹp về ngân sách Bước 3: Xác định công việc bảo trì: (1) Đánh giá kết cấu: Phân loại và quy mô của hư hỏng mặt đường (2) Giải pháp: Xác định yêu cầu của công việc bảo trì Bước 1: Thu thập dữ liệu mạng lưới HDM-4 VIZIR 12 Tệp dữ liệu: Mạng lưới đường bộ ở VN, và mô hình HDM-4 được hiệu chỉnh ở mức 1 ứng với điều kiện địa phương Ví dụ cụ thể Mạng lưới quốc lộ Việt Nam 13 Thu thập số liệu ROad Measurement Data Acquisition System (ROMDAS): 14 Chiều dài của mạng lưới phân tích gồm 9,213 km quốc lộ loại mặt đường nhựa, trải khắp VN. Các đoạn tuyến đang trong quá trình xây dựng lại hoặc cải tạo được loại bỏ ra khỏi danh sách này. Xác định mạng lưới phân tích 15 1. Số liệu ban đầu được đánh giá và xử lý nhằm loại bỏ các sai sót và bổ sung các số liệu thiếu dựa trên phân tích xác xuất và tương quan của các số liệu có sẵn. 2. Ví dụ, các số liệu về điều kiện mặt đường còn thiếu sẽ được bổ sung thông qua phân tích tương quan với giá trị độ gồ ghề. Xử lý số liệu 16 Công việc bảo trì định kỳ: • Láng nhựa 1 lớp và 2 lớp (SBST & DBST) • Lớp thảm BTN: 30, 40, 50, 60, and 70 mm, kết hợp với Công việc duy tu thường xuyên: • Làm sạch hệ thống thoát nước: hàng năm, • Vá ổ gà: khi số ổ gà tiêu chuẩn vượt quá 2 • Xử lý vết nứt: khi d.tích vết nứt ngang vượt quá 5%. Công việc bảo trì sử dụng trong phân tích 17 1. Sử dụng phương pháp phân đoạn động để phân đoạn đồng nhất. 2. Các đặc tính để phân đoạn đồng nhất bao gồm: tên đường, cấp hạng đường, khu vực khí hậu, lưu lượng giao thông, loại mặt đường, vật liệu bề mặt, và độ gồ ghề IRI. 3. Tổng số đoạn đồng nhấtlà 395, có tổng chiều dài 9,213 km. Phân đoạn đồng nhất 18 • Phân bổ của mạng lưới dựa trên mức độ lưu lượng giao thông và điều kiện mặt đường Điều kiện mặt đường Mức độ lưu lượng giao thông Rất cao (AADT≥10000) Cao (10000>AADT≥4000) Trung bình (4000>AADT≥1000) Thấp (1000>AADT) Chiều dài (km) % Chiều dài (km) % Chiều dài (km) % Chiều dài (km) % Tốt (IRI ≤ 4) 1,036 11.24 1,568 17.02 859 9.32 41 0.45 Trung bình (4 < IRI ≤ 6) 170 1.85 575 6.24 1,168 12.68 553 6.00 Xấu (6 < IRI ≤ 8) 53 0.57 353 3.83 723 7.85 611 6.63 Rất xấu (IRI > 8) 20 0.22 161 1.75 504 5.47 817 8.87 Phân bổ của mạng lưới 19 Các đoạn đại diện • Các trị số hoặc các tham số của mỗi đoạn đại diện được xác định từ nhóm đoạn tuyến tương ứng thông qua việc sử dụng giá trị trung bình có trọng số hoặc lấy theo giá trị nổi trội. Trọng số được lấy là chiều dài của các đoạn tuyến riêng lẻ trong nhóm. 20 Các đoạn tuyến đại diện Điều kiện mặt đường Mức độ lưu lượng giao thông Rất cao (AADT≥10,000) Cao (10,000>AADT≥4,000) Trung bình (4,000>AADT≥1,000) Thấp (1,000>AADT) Tốt (IRI ≤ 4) S.1 S.5 S.9 S.13 Trung bình (4 < IRI ≤ 6) S.2 S.6 S.10 S.14 Xấu (6 < IRI ≤ 8) S.3 S.7 S.11 S.15 Rất xấu (IRI > 8) S.4 S.8 S.12 S.16 21 Phương án tối ưu cho Mặt cắt đại diện Routine maintenance Ovr30mm, IRI≥4 activated from 2010 Ovr40mm, IRI≥4 activated from 2009 Ovr50mm, IRI≥3 activated from 2006 Tốt (IRI ≤ 4) Điều kiện mặt đường Mức độ lưu lượng giao thông Rất cao (AADT≥10,000) Cao (10,000>AADT≥4,000) Trung bình (4,000>AADT≥1,000) Thấp (1,000>AADT) Trung bình (4 < IRI ≤ 6) Ovr50mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr50mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr50mm, IRI≥5 activated from 2006 Routine maintenance Xấu (6 < IRI ≤ 8) Ovr70mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr70mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr70mm, IRI≥5 activated from 2006 Ovr60mm, IRI≥5 activated from 2006 Rất xấu (IRI > 8) Ovr70mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr70mm, IRI≥4 activated from 2006 Ovr70mm, IRI≥5 activated from 2006 Ovr70mm, IRI≥5 activated from 2006 22 Phát sinh: Phương án bảo trì thích hợp cho phân tích • Xem xét các phương án rẻ tiền hoặc đắt tiền hơn so với phương án tốt ưu. • Dựa trên thời gian và chiều dày của công việc bảo trì 23 Phương án bảo trì pháp sinh cho các đoạn tuyến (Lưu lượng giao thông rất cao) 24 Phương án bảo trì pháp sinh cho các đoạn tuyến (Lưu lượng giao thông cao) 25 Phương án bảo trì pháp sinh cho các đoạn tuyến (Lưu lượng giao thông trung bình) 26 Phương án bảo trì pháp sinh cho các đoạn tuyến (Lưu lượng giao thông thấp) 27 Kết quả phân tích 9 Chương trình năm thứ nhất (1st) 9 Chương trình năm thứ hai (2nd) 9 Chương trình năm thứ ba (3rd) • Thời gian phân tích là 10 năm, giá trị chiết khấu là 12% • HDM-4 được sử dụng cho phân tích 395 đoạn tuyến đồng nhất, với 16 phương án bảo trì cho mỗi đoạn (6320 phương án thử) dưới nguồn vốn hàng năm hạn chế là 30 triệu USD. 28 Chương trình năm thứ nhất (1st) 29 Chương trình năm thứ hai (2nd) Chương trình năm thứ ba (3rd) 31 Chương trình công việc Xác định công việc cụ thể, phục vụ cho các gói thầu 1. Đánh giá kết cấu & bề mặt: Phân loại và xác định quy mô hư hỏng mặt đường 2. Đưa ra giải pháp: Xác định công việc bảo trì cần thiết VIZIR VIZIR: Xác định chỉ số hư hỏng bề mặt mặt đường, Is Chỉ dẫn cho việc phân loại & quy mô của hư hỏng mặt đường: Biến dạng Chỉ dẫn cho việc phân loại & quy mô của hư hỏng mặt đường: Vệt lún bánh xe Chỉ dẫn cho việc phân loại & quy mô của hư hỏng mặt đường: Vết nứt Khảo sát VIZIR trên tuyến Tình trạng hư hỏng của từng đoạn tuyến Mức độ hư hỏng mặt đường theo tuyến Đánh giá chất lượng mặt đường: Độ võng & chỉ số hư hỏng bề mặt Xác định công việc bảo trì: Chất lượng mặt đường & lưu lượng xe 41 9 Nghiên cứu đưa ra phương pháp “phân tích chiến lược sử dụng các đoạn đồng nhất” cho việc phân tích lập kế hoạch nhiều năm cho công tác bảo trì mạng lưới mặt đường bộ, theo hướng tối đa hóa lợi ích trong điều kiện hạn chế về nguồn vốn. 9 Phân tích lập kế hoạch xem xét toàn bộ mạng lưới một cách khách quan hơn so với các cách thức trước đây theo một nhóm đoạn tuyến được chỉ định trước. 9 Trình tự của phân tích được đưa ra như là chỉ dẫn cụ thể cho các nhà quản lý đường khi thực hiện các công tác lập kế hoạch bảo trì một cách khách quan và khoa học hơn. 9 Ngoài ra, nghiên cứu giới thiệu cách thức xác định công việc bảo trì cụ thể ứng với từng loại/mức độ hư hỏng mặt đường, trợ giúp cho việc lên kế hoạch các gói thầu bảo trì. Kết luận 42 Trân trọng cảm ơn! TS. Đinh Văn Hiệp Email: hiep.dinhv@gmail.com