Kiến trúc xây dựng - Chương 1: Hệ thống quản lý khai thác đường ô tô

Òu kiÖn khÝ hËu: ®iÒu kiÖn chung vµ ®iÒu kiÖn t¹i thêi ®iÓm thi c«ng  CÊp ®-êng  L-u l-îng giao th«ng vµ thµnh phÇn xe t¶i  §Æc ®iÓm vµ mËt ®é nøt  §iÒu kiÖn vËt liÖu  Lo¹i h×nh thi c«ng (r¶i vËt liÖu)  Tr×nh tù thi c«ng vµ thiÕt bÞ  An toµn Môc ®Ých cña lËp kÕ ho¹ch hoÆc thiÕt kÕ xö lý vÕt nøt lµ lùa chän vËt liÖu vµ h×nh thøc thi c«ng phï hîp, x¸c ®Þnh quy tr×nh thi c«ng còng nh- thiÕt bÞ sö dông trªn c¬ së ®iÒu kiÖn ®-êng hiÖn t¹i vµ t-¬ng lai, ®iÒu kiÖn khÝ hËu khu vùc ®-êng. VÝ dô trong vïng khÝ hËu Èm vµ nhiÖt ®é thÊp th× cÇn lùa chän m¸y c¾t cã hç trî cña thiÕt bÞ nung nãng mÆt ®-êng. Trong vïng khÝ hËu nãng cÇn lùa chän vËt liÖu kh«ng ch¶y mÒm vµ t¹o vÖt h»n khi nhiÖt ®é cao. Vïng khÝ hËu rÊt l¹nh cÇn lo¹i vËt liÖu cã kh¶ n¨ng linh ®éng trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp. Lo¹i ®-êng vµ ®Æc ®iÓm giao th«ng quan träng, xuÊt ph¸t tõ hai quan ®iÓm. Thø nhÊt, ®Æc ®iÓm h×nh häc vµ l-îng xe trªn ®-êng cã thÓ ¶nh h-ëng ®Õn an toµn giao th«ng nãi chung trong qu¸ tr×nh thi c«ng. VËt liÖu cã thêi gian sö dông l©u h¬n sÏ gi¶m tÇn sè thùc hiÖn c«ng t¸c sö lý, t¨ng an toµn giao th«ng. Thø hai, nÕu vËt liÖu ®-îc r¶i theo d¹ng b¨ng, cÇn xem xÐt ®Õn l-îng giao th«ng ch¹y qua ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn cña vÕt v¸. - 47 - 4) Lùa chän vËt liÖu H-íng dÉn lùa chän vËt liÖu xö lý vÕt nøt trªn mÆt ®-êng bª t«ng nhùa ®-îc thÓ hiÖn trong B¶ng 4.5. B¶ng 4.5. C¸c lo¹i vËt liÖu söa ch÷a vÕt nøt trªn mÆt ®-êng BTN Lo¹i vËt liÖu S¶n phÈm Tiªu chuÈn ¸p dông §Ò xuÊt h×nh thøc sö dông Chi phÝ, USD/lb2 Nhò t-¬ng nhùa ®-êng CRS-2; CMS-2, HFMS-1 ASTM D977 & AASHTO M140 ASTM D2397 & AASHTO M208 L¸ng bÞt 0.08 - 0.15 Nhò t-¬ng c¶i tiÕn polyme Elf CRS-2P, Hy-grade Kold Flo ASTM D977 & AASHTO M140 ASTM D2397 & AASHTO M208 L¸ng bÞt (cã thÓ l¸ng v¸) 0.4 - 0.55 Nhùa ®-êng AC-10; AC-20 ASTM D3381, AASHTO M20, AASHTO M226 L¸ng bÞt 0.08 - 0.15 Nhùa ®-êng trén víi bét kho¸ng (v÷a nhùa Tiªu chuÈn kh¸c nhau gi÷a c¸c bang L¸ng tr¸m (cã thÓ dïng ®Ó l¸ng bÞt) 0.20 - 0.30 Nhùa ®-êng cao su l-u ho¸ Meadows XI.M, Koch 9001, Urafco KnadSaver (RS)211 L¸ng tr¸m Meadows Hi- Spec, Koch 9005, Crafco RS 221 ASTM D3405 vµ AASHTO M301 vµ Fed SS-S-1401 L¸ng tr¸m 0.3 - 0.5 Nhùa ®-êng cao su l-u ho¸ m« ®un thÊp Meadows XLM, Koch 9039 Crafco RS 231 Tiªu chuÈn ASF L¸ng tr¸m 0.35 - 0.65 Silicon tù ®Çm Daw Coming 890-SL 2.3 - 2.5 5) §¸nh gi¸ viÖc thùc hiÖn söa ch÷a KiÓm so¸t chÊt l-îng söa ch÷a vÕt nøt cã thÓ thùc hiÖn nhanh chãng víi ®é chÝnh x¸c t-¬ng ®èi. Ýt nhÊt mçi n¨m cÇn kiÓm tra mét lÇn ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é h- háng vµ cã kÕ ho¹ch cho c«ng t¸c söa ch÷a ®Þnh kú. C¸c d¹ng h- háng cña c«ng t¸c söa ch÷a ®-îc ®¸nh gi¸ bao gåm:  Mất độ dính bám của vật liệu vá trên toàn bộ chiều sâu vết nứt  Xuất hiện nứt của vật liệu vá trên toàn bộ chiều sâu vết nứt  Vật liệu trám khe nứt bị kéo rời ra hoàn toàn  Vỡ hoặc nứt thứ cấp kéo dài dưới vật liệu trám khe nứt - 48 -  Hình thành ổ gà Thông số đánh giá là % chiều dài các đoạn có hư hỏng như đề cập ở trên chia cho tổng chiều dài vết nứt được sửa chữa. Đánh giá hiệu quả sửa chữa theo công thức: Hiệu quả (%) = 100 - % hư hỏng Sau khi kiÓm tra, cã thÓ vÏ ®-îc ®-êng cong quan hÖ gi÷a hiÖu qu¶ theo thêi gian nh- H×nh 4.3. Møc ®é hiÖu qu¶ tèi thiÓu (th-êng lµ 50%) chØ ra thêi gian cÇn thiÕt ®Ó b¶o d-ìng söa ch÷a tiÕp tôc. H×nh 4.3. §-êng cong hiÖu qu¶ söa ch÷a theo thêi gian 6) Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm vËt liÖu Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm ®Ó kiÓm so¸t chÊt l-îng vËt liÖu vµ yªu cÇu vËt liÖu dïng ®Ó xö lý vÕt nøt trªn mÆt ®-êng bª t«ng nhùa ®-îc thÓ hiÖn trong c¸c B¶ng 4.6, B¶ng 4.7 vµ B¶ng 4.8. B¶ng 4.6. Tiªu chuÈn vËt liÖu nhùa ®-êng cã phô gia cao su ThÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm ASTM D 5078 §é kim lón - thiÕt bÞ h×nh c«n (250C, dmm)  70 §é kim lón - thiÕt bÞ h×nh c«n (40C)  15 §é ®µn håi (250C, % håi phôc)  30 §iÓm hãa mÒm (0C)  150 Kh¶ n¨ng ®Çm nÐn §¹t yªu cÇu B¶ng 4.7. Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm cho vËt liÖu silicon tù ®Çm ThÝ nghiÖm Ph-¬ng ph¸p thÝ nghiÖm Dù kiÕn th«ng sè thÝ nghiÖm cña nhµ s¶n xuÊt TØ lÖ ®Èy ra (gm/min) Mil S 8802 275 - 550 Träng l-îng riªng ASTM D1475 1.26 - 1.34 Thêi gian t¹o líp bÒ mÆt Nhµ s¶n xuÊt  60 Thêi gian tù do dÝnh b¸m ASTM C679 3 - 5 Thêi gian sau khi v¸ vÕt nøt (n¨m) H iÖ u q u ¶ sö a ch ÷ a, % - 49 - Thµnh phÇn kh«ng bay h¬i (%) Nhµ s¶n xuÊt  96 §é kÐo dµi (%) ASTM D 412  1400 M« ®un (lb/in2) ASTM D3583  7 (@50%)  8 (@100%)  9 (@150%) KÐo dÝnh (% kÐo dµi) ASTM D3583  600 1gm/ min = 0.0353 oz/min; 1lb/in2 = 6.895 kPa B¶ng 4.8. Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm cho nhùa ®-êng phô gia cao su l-u ho¸ ThÝ nghiÖm Th«ng sè thÝ nghiÖm Tiªu chuÈn tr-íc ®©y Tiªu chuÈn hiÖn nay M« ®un thÊp ASTM D1190 AASHTO M173 Federal SS-S- 164 ASTM D3405 AASHTO M301 Federal SS-S- 1401 Tiªu chuÈn Liªn bang §é c«n lón (250C, dmm)  90  90  90  90  90  90 110 - 150 §é ch¶y (600C,mm)  5  5  5  3  3  3  3 §é ®µn håi (250C, % håi phôc)  60  60  60  60 TÝnh g¾n kÕt (-170C, 50% kÐo dµi) Qua 5 chu kú Qua 5 chu kú Qua 5 chu kú Qua 3 chu kú TÝnh g¾n kÕt ( - 290C, kÐo dµi 100% Qua 3 chu kú Kh¶ n¨ng tù ®Çm cña nhùa ®-êng §¹t §¹t §¹t §¹t §é kim lón (-170C, dmm)  40 §é æn ®Þnh l-u tr÷ §¹t sau 2 n¨m 7) Ph-¬ng ph¸p tÝnh hiÖu qu¶ chi phÝ ViÖc so s¸nh chi phÝ vµ hiÖu qu¶ ®-îc tiÕn hµnh qua tÝnh to¸n chi phÝ vËt liÖu, chi phÝ thùc hiÖn c«ng t¸c v¸, n¨ng xuÊt v¸, ®Þnh møc vËt liÖu sö dông, tuæi thä cña lo¹i h×nh v¸ thùc hiÖn (tÝnh theo c¶ lo¹i vËt liÖu vµ ph-¬ng ph¸p thùc hiÖn) (tuæi thä ®-îc tÝnh tõ khi v¸ xong ®Õn khi vÕt v¸ ®¹t ®Õn møc ®é kÐm t-¬ng ®-¬ng víi h- háng ®¹t møc 50%). C¸ch tÝnh to¸n hiÖu qu¶ chi phÝ nh- sau: F=(A x B) + (C/D) + (E/D) Trong ®ã: F: Tæng chi phÝ, USD/m A = Chi phÝ mua vµ vËn chuyÓn vËt liÖu, USD /kg - 50 - B = ®Þnh møc sö dông vËt liÖu (bao gåm c¶ hao hôt), kg/m C = chi phÝ thùc hiÖn v¸ (nh©n c«ng vµ thiÕt bÞ), ®/ngµy D = n¨ng xuÊt thi c«ng, m/ngµy E = chi phÝ g©y ¸ch t¾c, chËm trÔ cho ng-êi sö dông ®-êng, ®/ngµy Víi chi phÝ tÝnh to¸n cho 1 m dµi vÕt v¸, chi phÝ trung b×nh n¨m cho lo¹i h×nh v¸ ®-îc tÝnh sö dông ph-¬ng tr×nh sau:            11 )1( H H G GxG xFI Trong ®ã: I = chi phÝ trung b×nh n¨m, USD/m F = tæng chi phÝ v¸ nøt, USD/m G = l·i suÊt, % H = tuæi thä dù tÝnh cña lo¹i h×nh v¸, n¨m 8) Néi dung chÝnh ®Ó kiÓm tra ®èi víi thùc hiÖn söa ch÷a vÕt nøt - KiÓm tra c¾t vÕt nøt - KiÓm tra ®é kh« vµ s¹ch cña vÕt nøt - KiÓm tra vËt liÖu vµ c«ng nghÖ thùc hiÖn - KiÓm tra thanh t¨ng c-êng vµ l¾p ®Æt thanh t¨ng c-êng - KiÓm tra vËt liÖu tr¸m vÕt nøt vµ thùc hiÖn l¸ng - tr¸m vÕt nøt - KiÓm tra vÖt v¸ hoµn thiÖn 1.5.2. V¸ æ gµ trªn mÆt ®-êng bª t«ng nhùa Nghiªn cøu thùc nghiÖm vÒ vËt liÖu míi sö dông ®Ó v¸ æ gµ trªn mÆt ®-êng bª t«ng nhùa ®-îc b¾t ®Çu tõ th¸ng 3/1991 víi 1250 æ gµ trªn c¸c 8 hiÖn tr-êng thÝ nghiÖm ®-îc thùc hiÖn sö dông c¸c vËt liÖu kh¸c nhau, quy tr×nh thùc hiÖn kh¸c nhau, ë c¸c vïng khÝ hËu kh¸c nhau. Víi môc ®Ých ®¸nh gi¸ c¸c vËt liÖu sö dông, c¸c quy tr×nh thi c«ng ¸p dông, c¸c s¶n phÈm söa ch÷a ®-îc theo dâi trong vßng 18 th¸ng vÒ chÊt l-îng sö dông ®Ó x¸c ®Þnh sù phèi hîp tèt nhÊt c¸c vËt liÖu cña mçi lo¹i h×nh söa ch÷a vµ c«ng nghÖ thùc hiÖn ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ chi phÝ cña gi¶i ph¸p nµy. KÕ ho¹ch nghiªn cøu KÕ ho¹ch nghiªn cøu thö nghiÖm bao gåm viÖc phèi hîp c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông, c¸c quy tr×nh v¸ t¹i c¸c hiÖn tr-êng thö nghiÖm kh¸c nhau ®-îc tãm t¾t trong B¶ng 4.9. B¶ng 4.9. KÕ ho¹ch nghiªn cøu Lo¹i vÕt v¸ VËt liÖu v¸ Lo¹i h×nh c«ng nghÖ HiÖn tr-êng thÝ nghiÖm 1 2 3 4 5 6 7 8 A UPM - hçn hîp nguéi ®Æc tÝnh cao ChÌn vµ lu B L¸ng qua mÐp vì C B¸n cè ®Þnh D PennDOT 485 ChÌn vµ lu E PennDOT 486 ChÌn vµ lu F VËt liÖu ®Þa ph-¬ng ChÌn vµ lu - 51 - Lo¹i vÕt v¸ VËt liÖu v¸ Lo¹i h×nh c«ng nghÖ HiÖn tr-êng thÝ nghiÖm 1 2 3 4 5 6 7 8 G HFMS-2 w/Styrenlf ChÌn vµ lu H Perma-Patch ChÌn vµ lu I QPR 2000 ChÌn vµ lu J VËt liÖu cho pp phun Ph-¬ng ph¸p phun K QPR 2000 L¸ng qua mÐp vì L B¸n cè ®Þnh M PennDOT - 485 L¸ng qua mÐp vì N B¸n cè ®Þnh X VËt liÖu ®Þa ph-¬ng L¸ng bÒ mÆt X VËt liÖu ®Þa ph-¬ng Dïng khÝ pr«ban §iÒu kiÖn c¸c ®o¹n thö nghiÖm C¸c ®iÒu kiÖn c¬ b¶n vÒ ®iÒu kiÖn tù nhiªn, khÝ hËu c¶u vïng vµ ®iÒu kiÖn giao th«ng trªn c¸c hiÖn tr-êng thö nghiÖm ®-îc thÓ hiÖn trong B¶ng 4.10. B¶ng 4.10. C¸c ®iÒu kiÖn cña hiÖn tr-êng thö nghiÖm HiÖn tr-êng thö nghiÖm Vïng khÝ hËu §iÒu kiÖn ®-êng L-îng m-a hµng n¨m (m) Sè ngµy cã nhiÖt ®é < 00C Sè lµn xe L-u l-îng (xe/ngµy) 1 Kh« - l¹nh 2 1,000 0.36 190 2 Èm - l¹nh 4 15,000 0.96 100 3 Kh« - kh«ng l¹nh 2 1,700 0.36 120 4 Èm - l¹nh 2 4,500 0.81 140 5 Kh« - l¹nh 2 5,400 0.41 180 6 Èm - kh«ng l¹nh 2 7,500 1.02 50 7 Kh« - l¹nh 2 1,500 0.41 180 8 Èm - l¹nh 2 2,100 0.94 160 C¸c lo¹i vËt liÖu sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm C¸c lo¹i vËt liÖu ®-îc sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm ®-îc m« t¶ trong B¶ng 4.11. B¶ng 4.11. C¸c lo¹i vËt liÖu sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm Tªn vËt liÖu M« t¶ vËt liÖu Hçn hîp nguéi ®Æc tÝnh cao cña UPM Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn do tËp ®oµn UPM cung cÊp víi lo¹i nhùa ®-êng ®Æc biÖt vµ cèt liÖu ®-îc tËp ®oµn kiÓm tra. Gi¸ theo UPM lµ 75$/tÊn, kh«ng kÓ phÝ chuyªn chë Perma-Patch Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn sö dông nhùa ®Æc biÖt, chi phÝ 75$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë QPR 2000 Lµ lo¹i hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi ®éc quyÒn sö dông nhùa ®Æc biÖt. Cã hai lo¹i cÊp phèi, mét lo¹i sö dông cho vïng Êm h¬n vµ - 52 - mét lo¹i cho c¸c vïng cßn l¹i. Chi phÝ 75$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë PennDOT 485 Lµ hçn hîp nguéi tu©n theo tiªu chuÈn sè 485 cña Bang Pennsylvania. Chi phÝ 35$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë PennDOT 486 Lµ hçn hîp nguéi tu©n theo tiªu chuÈn sè 486 cña Bang Pennsylvania (tiªu chuÈn cho hçn hîp sö dông nhùa cã phô gia polyme d¹ng sîi, ë ®©y sö dông sîi polyester). Chi phÝ 40$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë HFMS-2 (c¶i tiÕn) Lµ hçn hîp nguéi sö dông nhò t-¬ng ph©n t¸ch trung b×nh cã phô gia Styrene Butadiene. Chi phÝ 60$/tÊn, kÓ c¶ phÝ chuyªn chë VËt liÖu phun Bao gåm cèt liÖu vµ nhò t-¬ng ®-îc phèi hîp trªn hiÖn tr-êng theo ph-¬ng ph¸p phun. Cèt liÖu ®ång kÝch cì (®¸ 1x2) vµ nhò t-¬ng ë nhiÖt ®é 600C. Chi phÝ thiÕt bÞ bao gåm c¶ xe t¶i kho¶ng 100,000 $ (kh«ng cã xe t¶i 35,000 $). Chi phÝ vËn hµnh thiÕt bÞ tõ 700 $ - 1,000 $/ ngµy C¸c vËt liÖu ®Þa ph-¬ng Lµ lo¹i vËt liÖu ®iÓn h×nh cho tõng ®Þa ph-¬ng, lµ hçn hîp bª t«ng nhùa rÎ tiÒn víi cèt liÖu trßn c¹nh, hµm l-îng chÊt dÝnh kÕt nhá, chi phÝ kho¶ng 16$/tÊn C¸c thÝ nghiÖm vËt liÖu ®-îc sö dông trong nghiªn cøu thö nghiÖm 1) ThÝ nghiÖm trong phßng C¸c chØ tiªu x¸c ®Þnh trong nghiªn cøu thö nghiÖm ®èi víi hçn hîp nguéi bao gåm: - M« ®un ®µn håi t¶i träng lÆp (Resilient Modulus) - §é æn ®Þnh vµ ®é dÎo Marshall - Ph©n tÝch thµnh phÇn h¹t - Hµm l-îng nhùa - §é kim lón (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi) - §é kÐo dµi (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi) - NhiÖt ®é ho¸ mÒm (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi) - §é linh ®éng - Trong l-îng thÓ tÝch vµ träng l-îng riªng lín nhÊt - Chèng bong bËt - §é nhít (víi chÊt dÝnh kÕt thu håi) C¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm còng gièng nh- ®èi víi hçn hîp nãng, nh-ng còng cã c¸c ®Æc ®iÓm riªng phï hîp víi hçn hîp nguéi. M« t¶ tãm t¾t c¸c thÝ nghiÖm ë B¶ng 4.12. B¶ng 4.12. C¸c chØ tiªu thÝ nghiÖm cho hçn hîp nguéi sö dông trong thö nghiÖm ChØ tiªu thÝ nghiÖm Tiªu chuÈn thÝ nghiÖm C¸c ®Æc ®iÓm riªng M« ®un ®µn håi t¶i träng lÆp ASTM D 4123 NhiÖt ®é 250C TÇn sè gia t¶i 0.33, 0.5 vµ 1 Hz. ThÝ nghiÖm sau khi m« pháng qu¸ tr×nh ho¸ giµ cña vËt liÖu sau vµi th¸ng khai th¸c b»ng ®un nãng ë nhiÖt ®é 1350C sau 1 ®ªm , ®Çm mÉu 75 chµy/1 mÆt §é æn ®Þnh vµ ®é ch¶y Marshall ASTM D 1599 ThÝ nghiÖm sau khi m« pháng qu¸ tr×nh ho¸ giµ nh- trªn - 53 - Träng l-îng thÓ tÝch vµ träng l-îng riªng lín nhÊt ASTM D 2041 ASTM D 2726 ChuÈn bÞ mÉu thÝ nghiÖm theo ph-¬ng ph¸p Marshall Kh¶ n¨ng chèng bong bËt ASTM D 1664 §é c«ng t¸c Tiªu chuÈn cña ViÖn GT bang Pennsylvania Dïng thanh c«ng t¸c ®-êng kÝnh 9.5 mm ThÝ nghiÖm t¸ch nhùa ASTM D 2172 ASTM D 136 §é nhít víi chÊt dÝnh kÕt thu håi ASTM D 2171 ChÊt dÝnh kÕt thu håi tr¶i qua qu¸ tr×nh m« pháng l·o hoµ b»ng c¸ch ®un ë nhiÖt ®é 600 C cho ®Õn khi khèi l-îng kh«ng ®æi. §é kim lón víi chÊt dÝnh kÕt thu håi ASTM D 5 Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh- trªn §é kÐo dµi víi chÊt dÝnh kÕt thu håi ASTM D 113 Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh- trªn §iÓm ho¸ mÒm víi chÊt dÝnh kÕt thu håi ASTM D 36 Sau qu¸ tr×nh m« pháng l·o ho¸ nh- trªn Thµnh phÇn h¹t b»ng ph-¬ng ph¸p sµng ASTM D 136 Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng ®èi víi c¸c vËt liÖu thö nghiÖm (víi 8 hiÖn tr-êng thö nghiÖm ®¸nh sè tõ 1 ®Õn 8) ®-îc tãm t¾t ë B¶ng 4.13. B¶ng 4.13. Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chÝnh C¸c chØ tiªu Gi¸ trÞ trung b×nh víi lo¹i vËt liÖu vµ hiÖn tr-êng thö nghiÖm 485 486 HFMS Perma QPR QPR UPM Local UPM Local TÊt c¶ 8 ®o¹n 1,2,3,6,7,8 3,6 1,2,7,8 6 6 2 2 M« ®un ®µn håi, 0.33 Hz, ksi 457 34 353 182 160 N/P 290 732 N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.5 Hz,ksi 455 34 343 183 160 N/P 281 742 N/P N/P M« ®un ®µn håi, 1 Hz, ksi 468 34 352 186 160 N/P 292 755 N/P N/P §é æn ®Þnh Marshall, lbs 4550 2570 3680 4620 4440 3190 5080 6640 2400 822 §é ch¶y Marshall, 0.01in 12.3 14.7 12.8 8.7 12.8 11.8 9.7 10.3 11 9.1 Träng l-îng thÓ tÝch, g/cm3 2.3 2.26 2.11 2.3 2.24 2.21 2.26 2.12 2.21 2.33 Trong l-îng riªng lín nhÊt, g/cm3 2.5 2.54 2.45 2.66 2.61 2.58 2.54 2.42 2.55 2.51 - 54 - §é rçng d-, % 8.3 11 13.6 13.4 13.8 14.3 10.9 12.2 12.8 7.4 Chèng bong bËt, % +95 +95 +95 +95 +95 N/P +95 +95 N/P N/P §é c«ng t¸c 0.47 0.25 0.4 0.43 0.25 N/P 0.5 0.5 N/P N/P Hµm l-îng nhùa, % 4.1 4.4 3.8 3.5 5.2 4.2 3.5 4.1 4.2 4 §é nhít, poise 311 41 30700 4070 354 693 640 3230 251 17 §é kim lón, dmm 201 +400 34 70 268 165 196 49 229 * §é kÐo dµi, cm +150 * 12 +150 +150 N/P +150 +100 N/P N/P §iÓm ho¸ mÒm, 0C 40 30 66 56 39 44 43 53 39 B¶ng 4.13. Mét sè kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chÝnh (tiÕp) C¸c chØ tiªu Gi¸ trÞ trung b×nh víi lo¹i vËt liÖu vµ hiÖn tr-êng thö nghiÖm UPM Local QPR Perma HFMS Local UPM Local UPM 3 - 7 7 4 - 5 5 5 4 4 M« ®un ®µn håi, 0.33 Hz ,ksi N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P M« ®un ®µn håi, 0.5 Hz ,ksi N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P M« ®un ®µn håi, 1 Hz ,ksi N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P §é æn ®Þnh Marshall, lbs 4010 3800 2380 4120 5630 2300 4760 1760 2310 §é ch¶y Marshall, 0.01in 11.8 9.8 10.7 14 15.7 11.3 14.3 12 13.3 Träng l-îng thÓ tÝch, g/cm3 2.16 2.26 2.25 2.28 2.24 2.22 2.19 2.13 2.21 Trong l-îng riªng lín nhÊt, g/cm3 2.3 2.44 2.6 2.57 2.46 2.52 2.49 2.47 2.59 §é rçng d-, % 6.1 7.4 13.4 11.4 8.9 12 12.2 13.9 14.8 Chèng bong bËt, % N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P §é c«ng t¸c N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P Hµm l-îng nhùa, % 4 4.3 5.1 3.5 5 2.7 4.4 4.7 4.1 §é nhít, poise 290 2170 74 2832 1288 1126 517 42 69 §é kim lón, dmm 350 69 >400 82 159 121 211 >350 >350 §é kÐo dµi, cm N/P N/P N/P N/P N/P N/P N/P <86 <86 §iÓm ho¸ mÒm, 0C 36 50 >30 52 46 42 42 Ghi chó: N/P: - 55 - 2) C¸c thÝ nghiÖm hiÖn tr-êng C¸c thÝ nghiÖm hiÖn tr-êng ®-îc bè trÝ thªm ®Ó theo dâi ®Æc tr-ng hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi trong nghiªn cøu thö nghiÖm, ®ã lµ ®é lón thÝ nghiÖm b»ng thiÕt bÞ ®Æc biÖt (Blade Penetrometer) vµ sµng xoay (rolling-sieve): - ThÝ nghiÖm ®é lón ®Ó x¸c ®Þnh ®é c«ng t¸c cña hçn hîp ngoµi hiÖn tr-êng, d¹ng h×nh thanh ®Çu thu«n h×nh c«n. Cã hai lo¹i thiÕt bÞ, mét theo tiªu chuÈn cña bang Pennsylvania, sö dông hîp lý cho hçn hîp cã ®é cøng lín h¬n, vµ mét cña Côc §-êng bé Liªn bang (FHWA) thÝch hîp víi hçn hîp mÞn h¬n. Ph¹m vi ®o cña c¸c thiÕt bÞ nµy lµ 0 - 4.5 tÊn/ft2 - Sµng xoay theo tiªu chuÈn cña Bang Ontario ®Ó ®¸nh gi¸ ®é bÒn cña hçn hîp nguéi ®-îc l-u tr÷ ®èi víi ho¹t ®éng mµi mßn cña b¸nh xe. ThÝ nghiÖm ®-îc tiÕn hµnh ®ång thêi víi quan tr¾c hiÖn tr-êng ®Ó kh¼ng ®Þnh kh¶ n¨ng cã thÓ sö dông tiªu chuÈn thÝ nghiÖm nµy kh«ng. 3) C¸c lo¹i thiÕt bÞ thi c«ng Cã mét sè lo¹i thiÕt bÞ míi ®-îc sö dông cho xö lý v¸ æ gµ. Ngoµi c¸c thiÕt bÞ truyÒn thèng, cã mét sè lo¹i thiÕt bÞ míi ®-îc sö dông. Cã 3 lo¹i ®-îc sö dông trong ch-¬ng tr×nh nghiªn cøu, lµ Rosco RA-200; Durapatcher vµ Wildcat Roadpatcher. Hai lo¹i ®Çu sö dông cho vËt liÖu cã tõ nguån ®Þa ph-¬ng vµ lo¹i thø 3 sö dông cho lo¹i vËt liÖu cÊp tõ nhµ s¶n xuÊt. - Rosco RA-200 vµ Durapatcher (H×nh 4.4)lµ lo¹i thiÕt bÞ ®ång bé bao gåm bé phËn kÐo theo chë thïng ®un nhùa ®-êng dung tÝch 1,890 lÝt vµ hÖ thèng cÊp liÖu cña c¶ cèt liÖu vµ nhùa ®-êng. §Çu phun ®-îc nèi víi hÖ thèng cÊp liÖu nµy vµ ®-îc ®iÒu khiÓn b»ng nh©n c«ng (cÇm tay). - Wildcat Roadpatcher (H×nh 4.5) lµ thiÕt bÞ ®ång bé tõ viÖc l-u tr÷ vµ cÊp liÖu. §Çu phun ®-îc l¸i xe ®iÒu khiÓn tù ®éng, kh«ng cÇn c«ng nh©n trªn ®-êng. H×nh 4.4. ThiÕt bÞ Durapatcher H×nh 4.5. ThiÕt bÞ Wildcat Roadpatcher - 56 - 4) C¸c c«ng nghÖ v¸ æ gµ ®-îc ¸p dông a) Ph-¬ng ph¸p r¶i vµ ®Çm liªn hoµn (throw-and-roll): Lµ ph-¬ng ph¸p mµ sö dông thiÕt bÞ ®Çm liªn hoµn víi b¸nh xe t¶i. §©y lµ ph-¬ng ph¸p tiªn tiÕn h¬n so víi ph-¬ng ph¸p th«ng th-êng do t¨ng n¨ng xuÊt thi c«ng. §éi thi c«ng gåm cã 2 nh©n c«ng chÝnh vµ sè l-îng nh©n c«ng võa ®ñ ®Ó ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. C¸c b-íc thùc hiÖn bao gåm: - LÊp vËt liÖu v¸ vµo ®Çy æ gµ (kh«ng lµm c«ng t¸c chuÈn bÞ, lµm s¹ch vµ kh« æ gµ...) - §Çm vÕt v¸ b»ng chÝnh b¸nh xe t¶i (kho¶ng 4-8 lÇn) - KiÓm tra bÒ mÆt, nÕu thÊy lón, bï phô vµ lu tiÕp - Di chuyÓn ®Õn vÞ trÝ v¸ tiÕp theo. b) Ph-¬ng ph¸p v¸ vµ l¸ng trïm qua mÐp vÕt v¸ (edge sealing) : Lµ ph-¬ng ph¸p hoµn toµn gièng ph-¬ng ph¸p ®Çm liªn hoµn, nh-ng bæ sung líp l¸ng réng kho¶ng 10 - 15 cm trïm qua mÐp vÕt v¸. §éi thi c«ng cã thÓ gåm 2 nh©n c«ng vµ l-îng nh©n c«ng ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. Tr×nh tù c¸c b-íc:  R¶i vËt liÖu vµo æ gµ (kh«ng cÇn lµm s¹ch vµ lµm kh« æ gµ  §Çm b»ng b¸nh xe t¶i (4 - 8 l-ît)  KiÓm tra bÒ mÆt, nÕu lón ph¶i bï phô vµ lu l¹i.  §Ó bÒ mÆt vÕt v¸ kh« (trong kho¶ng 1 ngµy), r¶i bitum dÝnh b¸m quanh vÕt v¸ (réng kho¶ng 102 - 152 mm)  R¶i ®¸ m¹t, c¸t chÌn  ChuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp theo c) Ph-¬ng ph¸p b¸n cè ®Þnh (semi - permanent): Lµ ph-¬ng ph¸p cã thÓ ®¶m b¶o chÊt l-îng vÕt v¸, nh-ng n¨ng xuÊt chËm h¬n vµ cÇn sè nh©n c«ng nhiÒu h¬n (kho¶ng 4 ng-êi víi sè l-îng nh©n c«ng ®¶m b¶o an toµn giao th«ng . C¸c b-íc thùc hiÖn nh- sau:  Lµm s¹ch c¸c vÕt v¸ b»ng khÝ nÐn, chæi,... hay mét thiÕt bÞ - dông cô phï hîp  §µo vu«ng gãc æ gµ  §-a vËt liÖu vµo æ gµ.  §Çm b»ng ®Çm rung, lÇn l-ît tõ trong ra ngoµi.  Di chuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp tôc d) Ph-¬ng ph¸p phun (Spray Injection): Tr×nh tù thùc hiÖn gièng nhau khi sö dông c¸c lo¹i thiÕt bÞ phun gièng nhau, nh-ng kh¸c nhau vÒ sè nh©n c«ng cÇn thiÕt. Víi thiÕt bÞ cã vßi phun ®iÒu khiÓn b»ng nh©n c«ng sÏ cÇn 2 ng-êi, cßn thiÕt bÞ cã vßi phun ®iÒu khiÓn tù ®éng chØ cÇn mét ng-êi. C¸c b-íc thùc hiÖn nh- sau:  Sö dông khÝ nÐn thæi s¹ch n-íc vµ bôi trong æ gµ, sö dông hÖ thèng cÊp cèt liÖu cña thiÕt bÞ phun  Phun chÊt dÝnh kÕt t¹o líp dÝnh b¸m ë ®¸y vµ thµnh æ gµ.  Phun cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt vµo æ gµ ®ång thêi víi nhau ®Ó chÊt dÝnh kÕt bao bäc cèt liÖu.  R¶i mét líp cèt liÖu trªn bÒ mÆt cña vÕt v¸ ®Ó chèng l¹i h»n vÕt b¸nh  Di chuyÓn sang vÕt v¸ tiÕp tôc. - 57 - Mét sè b-íc c«ng nghÖ cã sù c¶i tiÕn ®-îc ¸p dông thªm nh- lµ: víi ph-¬ng ph¸p v¸ th«ng th-êng cã thÓ thªm b-íc v¸ l¸ng mét líp trªn toµn bé bÒ mÆt 1 ngµy sau khi hoµn thµnh vÕt v¸; víi ph-¬ng ph¸p v¸ dïng thiÕt bÞ phun, cã bæ sung c¸c l-ît ®èt nãng sau khi phun dÝnh b¸m ®¸y vµ thµnh æ gµ, vµ trong qu¸ tr×nh phun cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt. 4.2.2.5. Theo dâi ®Æc tÝnh sö dông C¸c ®Æc tÝnh sö dông ®-îc theo dâi trªn hiÖn tr-êng bao gåm: - TØ lÖ sè c¸c vÖt v¸ æn ®inh trong thêi gian theo dâi (18 th¸ng). - C¸c h×nh thøc h- háng trªn c¸c vÕt v¸, bao gåm: ch¶y nhùa, nøt, lón lâm, mÊt vÖt v¸ (bong toµn bé), bong bËt, tråi lón. C¸c ®Æc tÝnh sö dông ®-îc theo dâi trªn hiÖn tr-êng thö nghiÖm vµ tæng hîp l¹i theo lo¹i vËt liÖu, hiÖn tr-êng thÝ nghiÖm vµ lo¹i vËt liÖu. Mét sè kÕt qu¶ theo dâi ®Æc tÝnh sö dông ®-îc tæng hîp trong biÓu ®å H×nh 4.6, 4.7, 4.8 vµ 4.9. H×nh 4.6. TØ lÖ h- háng t¹i c¸c hiÖn tr-êng thö nghiÖm H×nh 4.7. TØ lÖ h- háng víi c¸c c«ng nghÖ thi c«ng P h Çn t r¨ m h - h á n g 7 5 1 6 3 8 2 4 HiÖn tr-êng thÝ nghiÖm - 58 - H×nh 4.8. TØ lÖ h- háng víi c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông H×nh 4.9. TØ lÖ h- háng víi c¸c lo¹i h×nh vÕt v¸ Lo¹i vËt liÖu P h Çn t r¨ m h - h á n g P h Çn t r¨ m h - h á n g C«ng nghÖ thi c«ng - 59 - C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thö nghiÖm - Kho¶ng 69% c¸c æ gµ ®-îc söa ch÷a æn ®Þnh tÝnh ®Õn kú ®¸nh gi¸ cuèi cïng ë thêi ®iÓm sau 18 th¸ng theo dâi, cßn 27 % bÞ h- háng. Cã 4 % kh«ng theo dâi ®-îc do cã mét sè ®o¹n thùc hiÖn r¶i t¨ng c-êng bª t«ng nhùa trªn phÇn ®· v¸ æ gµ. - C¸c vÕt v¸ trong vïng khÝ hËu kh« - l¹nh cã tØ lÖ thµnh c«ng cao h¬n (93%) c¸c vÕt v¸ trong vïng Èm - lanh (chØ lµ 48%). TØ lÖ thµnh c«ng Ýt nhÊt lµ ë bang Ontario víi tØ lÖ chØ 39%. TØ lÖ thµnh c«ng ë vïng khÝ hËu cã thÓ xem lµ t-¬ng ®ång víi ViÖt Nam lµ 81%. - C«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn (throw-and-roll)” cã hiÖu qu¶ nh­ c«ng nghÖ b¸n cè ®Þnh “semipermanent”, ®èi víi c¸c lo¹i vËt liÖu nh­ nhau khi so s¸nh hai c«ng nghÖ nµy trùc tiÕp víi nhau. C«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn cã yªu cÇu nh©n c«ng Ýt h¬n vµ n¨ng xuÊt cao h¬n. NÕu sö dông c«ng nghÖ nµy víi vËt liÖu chÊt l-îng tèt cho hiÖu qu¶ sö dông cao. - ChØ cã 4 d¹ng söa ch÷a thÓ hiÖn ®Æc tr-ng sö dông kÐm h¬n c¸c vËt liÖu ®èi chøng, lµ c¸c vÕt v¸ sö dông c¸c hçn hîp bª t«ng nhùa nguéi nguån gèc ®Þa ph-¬ng, chÊt l-îng thÊp, rÎ tiÒn. Víi c¸c ®iÒu kiÖn nµy, hiÖn t-îng bong bËt cña vÕt v¸ x¶y ra chØ sau 1 th¸ng sö dông. - Víi c¸c lo¹i vËt liÖu míi sö dông, kh«ng cã sù kh¸c biÖt næi bËt vÒ mÆt chÊt l-îng nÕu sö dông cïng mét c«ng nghÖ v¸. - C¸c thÝ nghiÖm s¬ bé cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o tÝnh t-¬ng thÝch gi÷a cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt ®-îc sö dông ®Ó tr¸n c¸c h- háng sím - ThiÕt bÞ phun “spray-injection” râ rµng lµ phï hîp ®Ó v¸ æ gµ trªn mÆt ®­êng bª t«ng nhùa mÆc dï chÊt l-îng vÕt v¸ phô thuéc tay nghÒ cña nh©n viªn ®iÒu khiÓn - N¨ng xuÊt thi c«ng sö dông thiÕt bÞ phun còng gÇn t-¬ng tù nh- sö dông c«ng nghÖ r¶i vµ lu liªn hoµn. - N¨ng xuÊt thi c«ng cña hai c«ng nghÖ nãi trªn gióp cho viÖc sö dông chóng trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt bÊt lîi. Ngoµi ra, c¸c c«ng nghÖ nµy cßn cho phÐp gi¶m thêi gian cÊm xe ®Ó thi c«ng, lµm t¨ng an toµn cho giao th«ng trªn ®-êng vµ cho c¶ c«ng nh©n lµm viÖc trªn hiÖn tr-êng. - V¸ æ gµ tõ tr-íc ®Õn nay vÉn chØ ®-îc hiÓu lµ c¸ch söa ch÷a t¹m thêi, nh-ng c¸c thµnh c«ng vÒ ®Æc tÝnh sö dông ®-îc chøng minh trong nghiªn cøu nµy, th× nÕu sö dông vËt liÖu vµ c«ng nghÖ thi c«ng thÝch hîp, tuæi thä sö dông cho h¬n 1 n¨m (trong dù ¸n 69% c¸c vÕt v¸ cßn tèt sau 18 th¸ng theo dâi sö dông) Lo¹i h×nh vÕt v¸ P h Çn t r¨ m h - h á n g - 60 - - C«ng nghÖ dïng thiÕt bÞ phun ®Ó v¸ æ gµ mÆt ®-êng lµ lo¹i c«ng nghÖ hiÖn ®¹i, cho n¨ng xuÊt cao, chÊt l-îng tèt. ThÝ nghiÖm ®é t-¬ng thÝch gi÷a cèt liÖu vµ chÊt dÝnh kÕt, hµm l-îng nhùa hÊp phô lµ cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o chÊt l-îng c¸c vÖt v¸. L-îng nhùa cßn l¹i Ýt lµ nguyªn nh©n chÝnh g©y bong bËt mét sè hiÖn t-îng h- háng sím cña vÕt v¸. - Cho ®Õn nµy, kh«ng cã sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt cña c¸c vÕt v¸ sö dông thiÕt bÞ phun víi c¸c vÕt v¸ theo truyÒn thèng. Trong hÇu hÕt c¸c thö nghiÖm, viÖc th«ng xe ®-îc tiÕn hµnh ngay sau khi hoµn thµnh, khi mµ hçn hîp cßn mÒm do chÊt dÝnh kÕt ch-a ph©n t¸ch xong, nh-ng c¸c vÕt v¸ sö dông c«ng nghÖ phun vÉn tá ra cã tÝnh chÊt tèt t¹i tÊt c¶ c¸c hiÖn tr-êng thö nghiÖm Mét sè ®Ò xuÊt cña SHRP: Ch-¬ng tr×nh nghiªn cøu lµ b-íc ®Çu ®Ó c¶i thiÖn thùc hiÖn b¶o d-ìng th-êng xuyªn, c¸c ®Ò xuÊt cho tiÕn tr×nh tiÕp tôc lµ: - Sö dông c¸c c«ng nghÖ cho n¨ng xuÊt b¶o d-ìng cao cho c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn khÝ hËu khã kh¨n nh- vïng khÝ hËu l¹nh, hoÆc cã l-îng m-a cao. C¸c c«ng nghÖ cho n¨ng xuÊt cao nh- lµ r¶i vµ lu liªn hîp cïng víi thiÕt bÞ phun lµ c¸c c«ng nghÖ nªn sö dông. ViÖc dïng c¸c vËt liÖu míi, chÊt l-îng tèt còng nªn ®-îc sö dông cïng víi c¸c c«ng nghÖ nµy. ViÖc chuyÓn giao c«ng nghÖ, ®µo t¹o kü thuËt viªn lµnh nghÖ cho thùc hiÖn c¸c c«ng nghÖ nµy lµ cÇn thiÕt ®Ó ph¸t huy hiÖu qu¶ cña c«ng nghÖ, thiÕt bÞ vµ vËt liÖu míi. - TËn dông c¸c vËt liÖu tèt nhÊt cã s½n ®Ó tr¸nh h- há