Nghiên cứu nguyên nhân hư hỏng, đề xuất giải pháp sửa chữa mặt đường bê tông xi măng trên quốc lộ 1A – Đoạn qua thành phố Quảng Ngãi (Km 1052 - Km 1060)

Tóm tắt - Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) trên Quốc lộ 1A,

đoạn qua thành phố Quảng Ngãi được thi công và đưa vào khai

thác vào đầu năm 2004. Đường thiết kế cấp III, vận tốc 60km/h và

thời hạn phục vụ yêu cầu của mặt đường là 20 năm. Sau khi đưa

đường vào khai thác một thời gian ngắn, mặt đường đã bắt đầu

xuất hiện các hư hỏng. Đến năm 2016 (sau 13 năm khai thác); mặt

đường BTXM đã hư hỏng nặng với số lượng lớn, nhiều dạng khác

nhau và Cục Quản lý đường bộ III đã tiến hành sửa chữa toàn

diện. Để có thể xác định các nguyên nhân gây hư hỏng của mặt

đường, nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, đo đạc và thí

nghiệm xác định các thông số cần thiết và kiểm toán lại khả năng

chịu lực của kết cấu mặt đường. Kết quả cho thấy, chiều dày không

đủ (24 cm) và chiều dài quá lớn (6,0 m) của tấm BTXM là nguyên

nhân chính dẫn đến phá hoại mỏi mặt đường BTXM dưới tác dụng

của tải trọng giao thông và chênh lệch nhiệt độ.

pdf5 trang | Chuyên mục: Bê Tông Cốt Thép | Chia sẻ: yen2110 | Lượt xem: 397 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt nội dung Nghiên cứu nguyên nhân hư hỏng, đề xuất giải pháp sửa chữa mặt đường bê tông xi măng trên quốc lộ 1A – Đoạn qua thành phố Quảng Ngãi (Km 1052 - Km 1060), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
 cm mỗi bên khe nứt. Cách mép cắt khe 10 cm khoan mỗi 
bên một hàng lỗ để đặt thép neo, khoảng cách giữa các lỗ 
neo bằng 30 cm, chiều sâu lỗ khoan bằng 1/3 bề dày tấm, 
đường kính lỗ khoan lớn hơn đường kính thép neo 2-4 mm. 
Giữa hai lỗ tương ứng ở hai bên khe nứt đục một rãnh rộng 
bằng đúng đường kính lỗ khoan; dùng thép gờ 18 mm, hai 
đầu uốn vuông góc để cắm vào lỗ neo, chiều sâu cắm vào lỗ 
bằng 7 cm; Vệ sinh sạch bụi bẩn phần đục bỏ, đổ đầy vữa 
vào lỗ neo và cắm thép neo vào lỗ. Quét 1 lớp keo epoxy ở 
đáy và thành miếng vá, đổ BTXM có phụ gia cứng nhanh 
với độ sụt 2-3 cm và cường độ nén 40 MPa vào miếng vá, 
đầm lèn và hoàn thiện. BTXM vá phải được bảo dưỡng 
bằng bao tải hoặc bằng vải địa kĩ thuật (ĐKT) kết hợp tưới 
cho đến khi đạt 80% cường độ yêu cầu mới thông xe. Các 
khe co của BTXM miếng vá trùng với các khe co của các 
tấm BTXM cũ phải được xẻ khe và chèn lại bằng vật liệu 
chèn khe như khi thi công mặt đường BTXM mới [7]. 
Mặt bằng Mặt cắt A-A 
Hình 5. Sửa chữa khe nứt theo công nghệ vá nối 
một phần bề dày tấm BTXM 
4.2. Nứt nặng 
Hai mép khe nứt sứt mẻ nhiều, chênh cao ở hai mép khe 
nứt > 10 mm, bề rộng khe nứt > 15 mm. 
a. Trường hợp vết nứt đơn và hai bên vết nứt tấm 
BTXM không bị lún, sử dụng phương khâu tấm BTXM 
bằng cách đặt thanh liên kết (TLK) xiên kết hợp với trám 
khe nứt như Hình 6. Trình tự thi công: Khoan các lỗ xiên 
qua vết nứt ở vị trí giữa chiều sâu vết nứt. Góc nghiêng lỗ 
khoan 350 và khoảng cách từ lỗ khoan đến vết nứt là 17-18 
cm. Các lỗ khoan được bố trí hai bên vết nứt với khoảng 
cách 60 cm. Lỗ khoan phải cách đáy 2,5-3,0 cm để tránh 
thủng đáy tấm và giữ keo epoxy không bi chảy ra ngoài. 
Thổi sạch bụi trong lỗ khoan; Bơm keo bịt khe nứt ở hai 
bên lỗ khoan để keo không tràn vào lấp đầy khe nứt; Bơm 
keo epoxy vào lỗ đã khoan vừa đủ để chừa lại thể tích trống 
cho thanh xiên chiếm chỗ. Ðặt TLK xiên bằng thép gờ 18 
mm vào lỗ khoan đã bơm keo epoxy. Dọn sạch keo epoxy 
thừa và hoàn thiện mặt lỗ khoan bằng mặt tấm BTXM; 
Thực hiện việc trám khe nứt như Mục 4.1.a. 
b. Trường hợp tấm BTXM bị nứt, vỡ thành nhiều mảnh 
nhưng vẫn còn một mảnh không bị nứt có diện tích  60% 
diện tích tấm BTXM cũ; sử dụng phương pháp sửachữa cục 
bộ toàn bề dày tấm BTXM cũ dùng thanh truyền lực (TTL) 
và TLK nằm ngang như Hình 7. Trình tự như sau: Cắt, đục 
bỏ phạm vi nứt, vỡ tấm BTXM cũ rộng hơn vùng nứt, vỡ 
mỗi phía 30 cm; nếu vùng nứt, vỡ cách các khe nối  150 
cm thì phạm vi cắt, đục bỏ luôn đến hết các khe nối. Phạm 
vi cắt, đục phải có các cạnh song song với các khe nối tấm 
BTXM cũ; 
Mặt bằng Mặt cắt A-A 
Hình 6. Khâu nứt tấm BTXM bằng cách đặt thanh liên kết xiên 
kết hợp với trám khe nứt 
Mặt bằng Mặt cắt A-A 
Hình 7. Vá cục bộ toàn bộ bề dày tấm BTXM cũ sử dụng 
thanh tryền lực và thanh liên kết ngang 
- Xử lý lại lớp móng: Nếu móng bị nứt, lún phải thay 
móng cũ bằng BTXM nghèo có cường độ nén ở 28 ngày 
là 10 MPa, khi rải BTXM lớp móng phải đầm kĩ và tạo 
phẳng mặt móng; Nếu móng chỉ bị nứt nhẹ nhưng vẫn 
bằng phẳng thì xử lý bằng cách tưới bitum bịt kín vết nứt. 
Trải lớp ngăn cách bằng giấy dầu hoặc vải ĐKT trên lớp 
móng đã sửa chữa. 
- Khoan lỗ nằm ngang trên vách đứng của tấm BTXM 
cũ để đặt các TTL (các vách đứng song song với phương 
ngang) và đặt các TLK (các vách đứng song song với 
phương dọc). TTLlà thép tròn trơn 25 mm dài 50 cm bố 
trí cách nhau 30 cm, trường hợp vách đứng theo phương 
ngang trùng với khe co ngang cũ thì đường kính, chiều dài 
và khoảng cách của TTL tại đó phải bố trí đúng như mặt 
đường cũ đang khai thác. Các TLK theo phương dọc dùng 
thép gờ 20 mm, dài 70 cm bố trí cách nhau 60 cm; Lỗ 
khoan đặt chính giữa bề dày tấm BTXM, lỗ khoan có 
đường kính lớn hơn đường kính TTL hoặc TLK 2-4 mm và 
ấn sâu vào BTXM cũ đúng bằng 1/2 chiều dài TTLhoặc 
TLK. Các lỗ khoan phải nằm trên cùng một mặt nằm 
ngang, các lỗ ở vách đứng ngang phải song song với 
phương dọc, các lỗ ở vách đứng dọc phải song song với 
4
0
-
5
0
 m
m
15-20 mm 15-20 mm
3
0
 c
m
3
0
 c
m
10 cm 25 cm 10 cm
7 cm
h/3
A A
60 cm 60 cm
A
A
35
0
17-18 cm
2-3 cm
h
A A
h
h/2
h/2
Mat
ic 
chè
n 
khe 
Thép neo 
chữ U 
Thép neo 
chữ U 
TTL 
TLK 
Tấm 
BTXM 
TTL TTL 
Miếng vá 
BTXM 
Dải 
đệm lót 
Matic 
chèn khe 
Cát 
chèn 
Lỗ khoan 
xiên 
Lỗ khoan 
xiên 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 17, NO. 1.2, 2019 41 
phương ngang; 
- Vệ sinh sạch bụi bẩn các lỗ khoan và bơm vữa xi măng 
trộn keo epoxy vào các lỗ khoan; Chèn các TTL và TLK 
vào các lỗ khoan, lượng vữa xi măng tràn ra các lỗ khoan 
phải được vệ sinh sạch. Quét vật liệu chống dính (nhựa 
đường, dầu nhờn,...) lên phần còn lại của các TTL (TLK 
không quét); Vệ sinh sạch bụi bẩn và đổ BTXM mới vào 
phần BTXM cắt bỏ. Việc thi công đổ, đầm, bảo dưỡng, 
phần BTXM mới thực hiện tương tự như mục 4.1.b, Các 
mép xung quanh miếng BTXM mới vá phải được xẻ khe 
giả và chèn lại bằng vật liệu chèn khe đồng thời phải tạo 
nhám trên bề mặt phần BTXM mới vá như thi công mặt 
dường BTXM mới [7]. 
4.3. Sứt mẻ, nứt mép và góc tấm BTXM 
a. Trường hợp sứt mẻ, nứt mép và góc tấm vừa: Khi 
chiều sâu vết nứt chưa hết bề dày tấm, sử dụng phương 
pháp xẻ mở rộng khe nứt và trám khe như mục 4.1.a; Khi 
nứt hết bề dày tấm, sử dụng phương pháp sửa chữa một 
phần bề dày tấm bằng BTXM như mục 4.1.b; 
b. Trường hợp sứt mẻ, nứt vỡ nặng: Sử dụng phương 
pháp sửa chữa như ở mục 4.2.b. Phạm vi cắt, đục bỏ BTXM 
phải có các cạnh song song với các khe nối, cạnh theo chiều 
dọc không được trùng với vệt bánh xe; Miếng vá, sửa góc 
tấm nên có cạnh theo chiều ngang và chiều dọc tối thiểu là 
0,5 m. Khi cắt, đục BTXM cũ phải tránh làm hư hỏng các 
TTL ở khe ngang và TLK ở khe dọc của tấm BTXM cũ. 
Nếu các khe ngang, dọc cũ có một số TTL và TLK cũ bị 
hư hỏng (mục rỉ, cong vênh) thì phải cắt bỏ các thanh hỏng 
và bổ sung các thanh mới theo qui định như mục 4.2.b. 
4.4. Thay thế các tấm BTXM cũ bị hư hỏng nặng 
Áp dụng cho các tấm BTXM bị đồng thời nhiều loại hư 
hỏng ở mức độ nặng. Trình tự như sau:Loại bỏ tấm BTXM 
cũ: Dùng máy cắt tấm BTXM rồi cẩu nhấc ra ngoài hoặc 
có thể dùng búa để đục bỏ. Thao tác cẩn thận tránh làm hư 
hại các khe nối, TTL hoặc TLK với các tấm BTXM cũ 
xung quanh; Xử lý lại nền, móng như Mục 4.2.b. Nếu hệ 
thống thoát nước khu vực lân cận tấm BTXM cần thay thế 
bị tắc, hư hỏng thì phải sửa chữa lại; Nếu có một số TTL 
và TLK bị hỏng thì cắt bỏ và bổ sung các thanh mới theo 
qui định như mục 4.2.b; Thi công đổ, đầm, bảo dưỡng, tạo 
nhám, xẻ và chèn khe các tấm BTXM mới thực hiện tương 
tự như Mục 4.2.b. 
5. Kết luận và kiến nghị 
Từ các kết quả khảo sát, tính toán có thể đưa ra một số 
kết luận sau: 
- Các thông số của các loại vật liệu như nền đường, 
móng CPĐD và tấm BTXM phù hợp với hồ sơ thiết kế. 
- Mặt đường BTXM chủ yếu bị phá hoại mỏi do chiều 
dày của tấm BTXM quá mỏng (24 cm) không đủ khả năng 
chịu tải, đồng thời chiều dài của tấm BTXM quá lớn 
(hBTXM = 6,0 m) cũng góp phần làm tăng ứng suất trong các 
tấm BTXM([1] qui định chiều dài đối đa của tấm BTXM 
là 5,0m). 
- Chiều dày của tấm BTXM phải tăng lên tối thiểu là 
30,5 cm mới đáp ứng yêu cầu do tải trọng giao thông và 
chênh lệch nhiệt độ gây ra trong tấm BTXM. 
- Việc tổ chức phân làn trên đường gồm 4 làn cơ giới 
4x3,75m và 2 làn xe thô sơ 2x2,0m dẫn đến vị trí khe dọc 
trùng dưới vệt bánh xe (khe dọc cách vạch sơn phân làn là 
0,75 m), hơn nữa Đường không có hệ thống thoát nước 
dành cho mặt đường ([1] qui định Đường có qui mô giao 
thông rất nặng phải bố trí hệ thống thoát nước). Đây cũng 
là các nguyên nhân góp phần làm gia tăng hư hỏng của mặt 
đường BTXM. Vì vậy cần có giải pháp tổ chức phân làn 
trên đường phù hợp hơn để khe dọc không được trùng dưới 
vệt bánh xe (khe dọc nên trùng với vạch sơn phân làn), 
đồng thời cần phải bố trí thêm hệ thống thoát nước dành 
cho mặt đường ở hai bên lề đường bằng vật liệu thấm nước 
kết hợp với ống thoát nước [1] để đảm bảo thoát hết lượng 
nước tự do thấm qua các khe nối và cáckhe nứt trên mặt 
đường xuống móng. 
- Chiều dài tấm BTXM ảnh hưởng đáng kể đến chiều 
dày và ứng suất trong tấm BTXM, chiều dài tấm càng nhỏ 
thì chiều dày và ứng suất trong tấm BTXM càng giảm. 
Trong điều kiện khí hậu nắng nóng ở khu vực các tỉnh Miền 
trung nước ta thì khi thiết kế mặt đường BTXM nên hạn 
chế LBTXM ≤ 5,0 m. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Bộ Giao Thông Vận Tải, QĐ-BGTVT số 3230 “Qui định tạm thời 
về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong 
xây dựng công trình giao thông” ngày 14/12/2012. 
[2] Bộ Khoa học và công nghệ, TCVN 3118, Bê tông nặng - Phương 
pháp xác định cường độ chịu nén, 1993. 
[3] ASTM C496/C496M, Standard Test Method for Splitting Tensile 
Strength of Cylindrical Concrete Specimens, 2004. 
[4] Bamforth P., Chisholm D., Gibbs J., Harrison T., Properties of 
Concrete for use in Eurocode 2, January, 2008. 
[5] Bộ Khoa học và công nghệ, TCVN 8861, Áo đường mềm – Phương 
pháp xácđịnh mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp áo đường bằng 
phương pháp sử dụng tấm ép cứng, 2011. 
[6] Bộ Giao Thông Vận Tải, TCCS 07, Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng 
thường xuyên đường bộ, 2013. 
[7] Bộ Giao Thông Vận Tải, QĐ-BGTVT số 1951 “Qui định tạm thời 
về kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong 
xây dựng công trình giao thông” ngày 17/08/2012. 
[8] Bộ Giao Thông Vận Tải, TCCS 12, Sửa chữa mặt đường bê tông xi 
măng thông thường có khe nối - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu, 
2016. 
[9] Daniel P.F., Dale S.H., Institute for Transportation, Iowa State 
University, Guide for Partial Depth Repair of Concrete Pavements, 
April, 2012. 
[10] Kurt S. and Dale H., Institute for Transportation, Iowa State 
University, Concrete Pavement Preservation Guide, Second Edition, 
September, 2014. 
(BBT nhận bài: 27/11/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 19/01/2019)

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_nguyen_nhan_hu_hong_de_xuat_giai_phap_sua_chua_ma.pdf
Tài liệu liên quan