H
HuyNam
Guest
Bàn về lớp phủ kết cấu mặt đường cấp cao
Lớp phủ kết cấu áo đường cấp cao hiện nay ở nước ta chủ yếu được thiết kế và xây dựng bằng các loại bê tông nhựa (AC). Lớp này vừa đóng vai trò lớp mặt, vừa đóng vai trò lớp chịu lực trên cùng.
Tuy vậy, các loại bê tông nhựa này không đáp ứng được một số yêu cầu đặc thù của mặt đường ô tô cấp cao như yêu cầu về độ nhám, độ ổn định nhiệt, khả năng chống mài mòn, chống lão hóa, chống lại vệt hằn bánh xe, giảm độ ồn do xe chạy trên đường... Cũng đã có một số vật liệu khác được sử dụng như VTO, Novachiv... nhưng chủ yếu chỉ giải quyết được việc tăng độ nhám của mặt đường.
Trong khi đó, từ lâu ở châu Âu, các loại hỗn hợp vật liệu đáp ứng được các yêu cầu nói trên như hỗn hợp nhựa mát tít đá dăm (SMA), hỗn hợp nhựa đúc Gussasphalt (MA), hỗn hợp nhựa rỗng (PA) đã được nghiên cứu áp dụng.
Năm 1984, các loại hỗn hợp vật liệu này đã được CHLB Đức đưa vào quy chuẩn kỹ thuật, quy định kỹ thuật bổ sung điều kiện hợp đồng để bắt buộc áp dụng trong xây dựng đường bộ. Liên minh châu Âu đã ban hành quy định áp dụng các loại hỗn hợp vật liệu này trong hệ thống tiêu chuẩn EN bằng 3 ngôn ngữ Anh, Pháp và Đức. Năm 1990, Hiệp hội các quan chức đường bộ Hoa Kỳ AASHTO, Tổng cục Đường bộ Hoa Kỳ FHWA... đã tổ chức tham quan kỹ thuật tại Đan Mạch, Pháp, Đức, Italia, Thụy Điển và Anh để tìm hiểu về các hỗn hợp vật liệu nói trên.
Sau khi nghiên cứu và áp dụng thành công, Mỹ đã ban hành các tiêu chuẩn liên quan. Theo các quy định này thì để đảm bảo không xảy ra phá hoại do ứng suất kéo - uốn và do mỏi gây ra bởi lưu lượng xe và tải trọng xe lớn, lớp trên cùng của kết cấu mặt đường mềm không được sử dụng bê tông nhựa AC mà phải dùng hỗn hợp vật liệu có các tính năng cao hơn như SMA, MA hoặc PA.
Các vật liệu hỗn hợp SMA, MA, PA cũng đã được đề cập đến ở nước ta từ hàng chục năm nay nhưng kết quả nghiên cứu và ứng dụng còn rất hạn chế. Năm 1994, hỗn hợp nhựa rỗng (PA) đã được hãng ESSO Singapore rải thử nghiệm trên đường Bắc Thăng Long - Nội Bài nhưng việc tổng kết thử nghiệm và áp dụng vẫn chưa được tiến hành.
Năm 2001, với sự trợ giúp của các chuyên gia Nhật - Đức, hội thảo khoa học về hỗn hợp nhựa đúc Gussasphalt đã được Vụ Khoa học - Công nghệ (Bộ GTVT) tổ chức. Căn cứ vào kết quả của hội thảo, Bộ trưởng Bộ GTVT đã cho phép áp dụng thử nghiệm Gussasphalt để phủ mặt cầu Bến Cốc ở Chương Mỹ, là cây cầu dây văng địa phương theo thiết kế có mặt cầu bằng bản thép trực hướng. Do chi phí nhập khẩu trạm trộn đặc chủng quá lớn mà diện tích mặt cầu Bến Cốc quá nhỏ nên công tác thử nghiệm đã không triển khai được. Năm 2003, Bộ GTVT cho triển khai đề tài cấp bộ “Nghiên cứu áp dụng vật liệu SMA làm mặt đường ô tô cấp cao”. Tạp chí Cầu đường Việt Nam số 10/2004 đã công bố bài báo của tác giả Bùi Ngọc Hưng “Sử dụng vật liệu Stone Mastic Asphalt SMA làm mặt đường ô tô cấp cao”.
Năm 2005, Bộ GTVT cho triển khai tiếp đề tài cấp bộ “Nghiên cứu lựa chọn loại vật liệu làm lớp phủ mặt cầu” có liên quan đến các hỗn hợp vật liệu nói trên nhằm chuẩn bị cho việc thay thế lớp phủ mặt cầu đối với các nhịp chính sử dụng bản thép trực hướng của cầu Thăng Long, Hà Nội. Cuối năm 2009, dự án thay thế lớp phủ mặt cầu Thăng Long được triển khai với việc áp dụng SMA do các công ty nước ngoài chuyển giao công nghệ nhưng sau khi đưa vào sử dụng đã xuất hiện nhiều vết nứt, phải vá sửa nhiều đợt. Tuy chưa khẳng định được chính xác nguyên nhân nhưng độ rỗng của SMA đã được thi công trên mặt cầu Thăng Long là quá lớn so với yêu cầu thiết kế.
Như vậy, các nghiên cứu, thử nghiệm và chuyển giao công nghệ nói trên đã không mang lại kết quả như mong muốn đối với việc nắm bắt và làm chủ công nghệ chế tạo, thi công các hỗn hợp vật liệu SMA, MA và PA để xây dựng mặt đường ô tô cấp cao ở nước ta. Còn các tài liệu kỹ thuật mang tính phổ cập như tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06, giáo trình thiết kế đường ô tô, giáo trình vật liệu xây dựng... được biên soạn và giảng dạy ở các trường Đại học trong cả nước, các tiêu chuẩn về vật liệu và thí nghiệm vật liệu, sổ tay kỹ thuật... liên quan đến hỗn hợp vật liệu để xây dựng kết cấu mặt đường mềm cho đến nay vẫn ít đề cập đến các hỗn hợp vật liệu dùng cho mặt đường ô tô cấp cao như SMA, MA và PA.
Trong khi đó, đã có hàng trăm km đường ô tô cấp cao, đường ô tô cao tốc đã được đưa vào khai thác và hàng trăm km đường ô tô cao tốc, đường lăn cất hạ cánh cho các sân bay đang được xây dựng và chuẩn bị thi công các lớp kết cấu mặt đường nhưng lớp phủ vẫn chỉ sử dụng các loại bê tông nhựa AC. Đó là chưa kể lưu lượng xe trên các đường trục chính tăng lên chóng mặt, xe chở quá tải trọng cho phép của xe ngày càng tràn lan không được kiểm soát, xử lý triệt để cũng như điều kiện khí hậu khắc nghiệt là nhiệt độ mặt đường, bức xạ nhiệt do ánh nắng mặt trời rất cao trong mùa hè ở nước ta đang làm cho lớp phủ bằng bê tông nhựa AC trên các con đường, các cây cầu chịu xe quá tải và lưu lượng cao chóng hư hỏng.
Do vậy, việc triển khai nghiên cứu áp dụng các hỗn hợp vật liệu như SMA, MA, PA dùng cho kết cấu mặt đường ô tô cấp cao, đường cất hạ cánh của sân bay, đường có lưu lượng xe lớn, cho lớp phủ mặt cầu... ở nước ta đang trở nên vô cùng cấp thiết.
Nguồn
Thầy Nguyễn Quang Dũng
Phòng KHCN&QHQT
Trường Cao đẳng GTVT III
