Giáo trình Quản lý và khai thác đường ô tô

................................. 9 1.2.1. Kết cấu hạ tầng đường bộ.............................................................................................. 9 1.2.2. Hiện trạng mạng lưới đường bộ và vận tải đường bộ ................................................. 10 1.2.3. Công tác quản lý, bảo trì đường bộ ở Việt Nam: ........................................................ 10 1.3. Phân loại công tác bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô .................................................... 11 1.3.1. Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên và định kỳ ........................................................... 11 1.3.2. Bảo dưỡng dự phòng và bảo dưỡng sửa chữa ............................................................. 12 CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TỔ CHỨC QUẢN LÝ KHAI THÁC ĐƯỜNG Ô TÔ ......... 13 2.1. Hệ thống tổ chức và phân cấp quản lý ........................................................................ 13 2.1.1. Quản lý hệ thống quốc lộ ............................................................................................ 13 2.1.2. Quản lý hệ thống đường địa phương và các đoạn, tuyến quốc lộ được Trung ương ủy thác quản lý ....................................................................................................................... 14 2.2. Nhiệm vụ và quyền hạn của các cơ quan quản lý ....................................................... 14 2.2.1. Nhiệm vụ và quyền hạn của Cục đường bộ Việt Nam: .............................................. 14 2.2.2. Nhiệm vụ, quyền hạn chủ yếu của các Khu quản lý đường bộ: .................................. 15 2.2.3. Nhiệm vụ, quyền hạn của các Sở GTVT: ................................................................... 16 2.2.4. Nhiệm vụ, quyền hạn của các Công ty quản lý sửa chữa đường bộ hoạt động công ích 18 2.2.5. Nhiệm vụ của các Đội quản lý đường bộ và các Tổ quản lý đường ........................... 19 2.3. Công tác quản lý đường ô tô ....................................................................................... 19 2.3.1. Quản lý hồ sơ, tài liệu ................................................................................................. 19 2.3.2. Quản lý hành lang bảo vệ công trình .......................................................................... 19 2.3.3. Quản lý theo dõi tình trạng kỹ thuật công trình .......................................................... 19 2.3.4. Phân loại, đánh giá ...................................................................................................... 23 2.3.5. Đếm xe và theo dõi lưu lượng xe ................................................................................ 23 2.3.6. Thống kê, theo dõi, phân tích nguyên nhân các vụ tai nạn giao thông ....................... 24 2.3.7. Đăng ký đường ............................................................................................................ 24 2.3.8. Trực đảm bảo giao thông ............................................................................................ 25 2.3.9. Gác cầu ........................................................................................................................ 25 3 2.4. Hệ thống quản lý mặt đường ....................................................................................... 73 2.4.1. Tổng quan về hệ thống quản lý mặt đường ................................................................. 73 2.4.2. Phân cấp trong hệ thống quản lý mặt đường ............................................................... 75 2.4.3. Cơ cấu và các bộ phận hợp thành của hệ thống quản lý mặt đường: .......................... 77 CHƯƠNG 3 CÁC HÌNH THỨC HƯ HỎNG – BIẾN DẠNG TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ .. 26 3.1. Những nhân tố gây ra sự suy giảm chất lượng đường ô tô ......................................... 26 3.1.1. Môi trường vật chất. .................................................................................................... 26 3.1.2. Chất lượng thiết kế ...................................................................................................... 28 3.1.3. Chất lượng của công tác thi công ................................................................................ 28 3.1.4. Tác động của cường độ vận chuyển và tải trọng xe: ................................................... 29 3.1.5. Diễn biến hiện tượng suy giảm chất lượng của đường ô tô ........................................ 30 3.2. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường ô tô ................................................................ 31 3.2.1. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường mềm .............................................................. 31 3.2.2. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường cứng. ............................................................. 42 3.2.3. Các dạng hư hỏng của các loại mặt đường khác: ........................................................ 45 3.3. Các hình thức hư hỏng của các công trình trên đường ............................................... 46 3.3.1. Hư hỏng các bộ phận phụ của đường .......................................................................... 46 3.3.2. Hư hỏng các thiết bị của đường .................................................................................. 48 3.3.3. Hư hỏng các công trình tiêu thoát nước: ..................................................................... 49 CHƯƠNG 4 ĐIỀU TRA – ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ ............. 52 4.1. Khái niệm chung ......................................................................................................... 52 4.2. Đánh giá chất lượng chạy của mặt đường ................................................................... 52 4.2.1. Mối liên quan giữa chất lượng chạy xe và độ bằng phẳng của mặt đường................. 52 4.2.2. Đo độ bằng phẳng của mặt đường bằng loại thiết bị đo mặt cắt ................................. 53 4.2.3. Thiết bị đo thuộc loại phản ứng .................................................................................. 57 4.2.4. Trị số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index) ................................... 58 4.3. Đánh giá năng lực chống trơn trượt của mặt đường ................................................... 62 4.3.1. Khái niệm .................................................................................................................... 62 4.3.2. Các phương pháp thí nghiệm đánh giá cấu trúc nhám mặt đường ............................. 64 4.3.3. Đo xác định hệ số sức cản ma sát của mặt đường ....................................................... 66 4.4. Đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường: .................................................... 69 4.4.1. Phương pháp phá hoại kết cấu: ................................................................................... 69 4.4.2. Phương pháp đánh giá không phá hoại kết cấu ........................................................... 69 4 4.5. Trình tự điều tra đánh giá tình trạng mặt đường có thể tiến hành như sau: ................ 72 CHƯƠNG 5 THIẾT BỊ CỦA ĐƯỜNG ........................................................................... 80 5.1. Trồng cây xanh ............................................................................................................ 80 5.1.1. Yêu cầu đối với việc trồng cây .................................................................................... 80 5.1.2. Những quy định về cách trồng cây hai bên đường ôtô ............................................... 80 5.1.3. Loại cây trồng.............................................................................................................. 81 5.2. Biển báo hiệu trên đường ôtô ...................................................................................... 82 5.2.1. Phân loại biển báo hiệu ............................................................................................... 82 5.2.2. Kích thước của biển báo hiệu ...................................................................................... 84 5.2.3. Hiệu lực của biển báo theo chiều ngang đường .......................................................... 86 5.2.4. Vị trí đặt biển báo theo chiều ngang đường ................................................................ 86 5.2.5. Giá long môn ............................................................................................................... 87 5.2.6. Độ cao đặt biển ............................................................................................................ 88 5.3. Vạch kẻ đường ............................................................................................................ 88 5.3.1. Ý nghĩa, tác dụng của vạch kẻ đường ......................................................................... 88 5.3.2. Phân loại vạch kẻ đường ............................................................................................. 89 5.3.3. Hiệu lực của vạch kẻ đường ........................................................................................ 89 5.3.4. Thứ tự hiệu lực của hệ thống báo hiệu ........................................................................ 89 5.4. Cọc tiêu ....................................................................................................................... 90 5.4.1. Tác dụng của cọc tiêu hoặc tường bảo vệ ................................................................... 90 5.4.2. Hình dạng và kích thước cọc tiêu ................................................................................ 90 5.4.3. Các trường hợp cắm cọc tiêu ...................................................................................... 90 5.4.4. Kỹ thuật cắm cọc tiêu .................................................................................................. 90 5.4.5. Hàng cây thay thế cọc tiêu .......................................................................................... 91 5.5. Thiết bị phòng hộ ........................................................................................................ 92 5.5.1. Tổng quan .................................................................................................................... 92 5.5.2. Thiết bị gờ trượt bằng kim loại ................................................................................... 93 5.5.3. Tường phân cách bằng bê tông ................................................................................... 95 5.5.4. Gương cầu lồi .............................................................................................................. 96 5.5.5. Đường cứu nạn ............................................................................................................ 98 CHƯƠNG 6 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG THƯỜNG XUYÊN ĐƯỜNG Ô TÔ .......... 105 6.1. Nền đường ................................................................................................................. 105 6.1.1. BDTX nền đường không gia cố ................................................................................ 105 5 6.1.2. BDTX nền đường có gia cố ...................................................................................... 106 6.2. Lề đường ................................................................................................................... 106 6.2.1. BDTX lề đường không gia cố ................................................................................... 107 6.2.2. BDTX lề đường có gia cố (bằng đá dăm láng nhựa hoặc bê tông xi măng) ............. 107 6.3. Hàng cây hai bên đường và ở giải phân cách trung tâm ........................................... 107 6.3.1. Hàng cây hai bên đường ............................................................................................ 107 6.3.2. Hàng cây ở dải phân cách trung tâm ......................................................................... 107 6.4. Rãnh thoát nước ........................................................................................................ 107 6.4.1. Vét rãnh ..................................................................................................................... 108 6.4.2. Khơi rãnh khi mưa .................................................................................................... 108 6.4.3. Đào rãnh .................................................................................................................... 108 6.4.4. Sửa chữa rãnh xây (hoặc rãnh BTXM) bị vỡ, tấm đan bị hư hỏng hoặc mất ........... 108 6.5. Cống thoát nước ........................................................................................................ 108 6.5.1. Đối với các cống xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT hay đá xây .................................. 109 6.5.2. Đối với các cống tạm bằng tôn cuốn hoặc đá xếp khan ............................................ 109 6.6. Tường chắn đất .......................................................................................................... 109 6.6.1. Tường chắn đất bằng đá xếp khan và rọ đá ............................................................... 109 6.6.2. Tường chắn đất bằng bê tông (có hoặc không có cốt thép) và đá xây ...................... 109 6.7. Đường tràn và đường ngầm ...................................................................................... 110 6.8. Đường hầm ................................................................................................................ 110 6.8.1. Hệ thống thoát nước .................................................................................................. 111 6.8.2. Hệ thống chiếu sáng .................................................................................................. 111 6.8.3. Vỏ hầm ...................................................................................................................... 111 6.9. Bảo dưỡng thường xuyên hệ thống báo hiệu đường bộ ............................................ 112 6.9.1. BDTX biển báo hiệu ................................................................................................. 112 6.9.2. BDTX vạch kẻ đường ............................................................................................... 113 6.9.3. BDTX dải cưỡng bức giảm tốc ................................................................................. 113 6.9.4. BDTX dải giảm tốc ................................................................................................... 113 6.9.5. BDTX đinh phản quang ............................................................................................ 113 6.9.6. BDTX gương cầu lồi ................................................................................................. 113 6.9.7. BDTX đảo giao thông ............................................................................................... 113 6.9.8. BDTX đường cứu nạn ............................................................................................... 113 6.9.9. BDTX tường hộ lan ................................................................................................... 114 6 6.9.10. BDTX dải phân cách mềm ........................................................................................ 114 6.9.11. BDTX dải phân cách cứng bằng BTXM ................................................................... 115 6.9.12. BDTX cọc tiêu, cọc mốc lộ giới, cọc H .................................................................... 115 6.9.13. BDTX cột Km ........................................................................................................... 115 6.9.14. BDTX cột thủy chí .................................................................................................... 115 6.10. Bảo dưỡng thường xuyên mặt đường BTXM ........................................................... 115 6.10.1. Sửa chữa khe co dãn .................................................................................................. 115 6.10.2. Sửa chữa vết nứt ........................................................................................................ 116 6.10.3. Sửa chữa các miếng vỡ góc cạnh trên tấm bản ......................................................... 119 6.10.4. Khắc phục hiện tượng chuyển vị tấm bản và biện pháp ổn định: ............................. 120 6.11. BDTX mặt đường nhựa ............................................................................................. 121 6.11.1. Vệ sinh mặt đường .................................................................................................... 121 6.11.2. Chống chảy nhựa mặt đường .................................................................................... 121 6.11.3. Vá ổ gà, cóc gặm ....................................................................................................... 121 6.11.4. Láng nhựa mặt đường rạn chân chim:....................................................................... 123 6.11.5. Sửa chữa các khe nứt mặt đường (chỉ với mặt đường BTN) .................................... 124 6.11.6. Xử lý lún lõm cục bộ ................................................................................................. 125 6.11.7. Sửa chữa mặt đường nhựa bị bong tróc .................................................................... 127 6.11.8. Sửa chữa mặt đường nhựa bị bạc đầu ....................................................................... 127 6.11.9. Xử lý mặt đường bị cao su, sình lún cục bộ .............................................................. 128 6.12. BDTX các loại mặt đường khác ................................................................................ 128 6.12.1. Mặt đường đá dăm nước ........................................................................................... 128 6.12.2. Mặt đường đá dăm cấp phối ...................................................................................... 129 6.13. Công tác an toàn lao động và tổ chức giao thông khi thi công bảo dưỡng đường .... 130 6.13.1. Công tác an toàn lao động ......................................................................................... 130 6.13.2. Tổ chức giao thông khi thi công bảo dưỡng đường .................................................. 131 CHƯƠNG 7 ĐIỀU KIỆN ĐƯỜNG VÀ AN TOÀN GIAO THÔNG ........................... 138 7.1. Mở đầu ...................................................................................................................... 138 7.2. Ảnh hưởng của các điều kiện đường đến an toàn xe chạy ........................................ 139 7.2.1. Tổng quan .................................................................................................................. 139 7.2.2. Yếu tố lưu lượng và thành phần xe chạy................................................................... 140 7.2.3. Yếu tố số làn xe và việc tách dòng xe ....................................................................... 142 7.2.4. Yếu tố bề rộng phần xe chạy ..................................................................................... 142 7 7.2.5. Yếu tố dải mép và bó vỉa ........................................................................................... 143 7.2.6. Yếu tố bề rộng và trạng thái của lề đường ................................................................ 143 7.2.7. Yếu tố bề rộng dải phân cách .................................................................................... 145 7.2.8. Yếu tố khoảng cách tầm nhìn .................................................................................... 146 7.2.9. Yếu tố độ dốc dọc...................................................................................................... 147 7.2.10. Yếu tố bán kính đường cong trên bình đồ ................................................................. 148 7.2.11. Yếu tố kích thước của các công trình trên đường và các chướng ngại vật ............... 148 7.2.12. Yếu tố cây trồng bên đường và các đối tượng bố trí bên lề đường ........................... 149 7.2.13. Yếu tố giao nhau cùng mức....................................................................................... 150 7.2.14. Yếu tố đoạn tuyến dài ............................................................................................... 152 7.2.15. Ảnh hưởng của các yếu tố tuyến đường qua khu dân cư .......................................... 152 7.3. Yêu cầu về an toàn đối với đường ô tô ..................................................................... 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 155 8 CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1. Tầm quan trọng của công tác duy tu bảo dưỡng đường Hàng năm khối lượng vận chuyển hàng hóa không ngừng tăng lên, lượng xe chạy ngày càng nhiều, tỷ lệ xe nặng ngày càng lớn, do đó đường sá và các công trình trên đường càng chịu nhiều tác dụng của tải trọng xe. Hơn nữa, các yếu tố khí hậu thường xuyên tác dụng lên các công trình làm cho chất lượng của chúng không ổn định theo các mùa trong năm, tạo điều kiện cho việc phát sinh các hiện tượng biến dạng, hư hỏng. Một vấn đề cơ bản cần lưu ý là không có một con đường nào tồn tại được vĩnh viễn dù đã được xây dựng đạt chất lượng cao. Những tuyến đường có lớp kết cấu mặt đường ở cấp hạng cao cũng không thoát khỏi thông lệ này. Có thể nói rằng tất cả mọi con đường vừa mới làm xong đã bắt đầu suy giảm chất lượng vì những tác hại cộng lại của cường độ vận chuyển và các yếu tố thiên nhiên. Với khí hậu nhiệt đới, nhất là đối với các tuyến đường có lớp mặt đơn giản chưa được xử lý bằng nhựa, quá trình suy giảm này thường diễn ra một cách nhanh chóng. Chỉ có một sự quản lý cẩn thận, với sự chăm sóc liên tục mới cho phép hạn chế quá trình suy giảm chất lượng trong những giới hạn có thể chấp nhận được. Việc xem nhẹ vai trò của công tác bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô sớm hay muộn sẽ phải trả giá bằng những chi phí lớn hơn rất nhiều vì phải sửa chữa lớn hoặc xây dựng lại. Những khiếm khuyết của công tác quản lý, bảo dưỡng, sửa chữa đường ô tô có những tác hại nghiêm trọng hơn những khiếm khuyết của các lĩnh vực khác vì các lý do: - Tổn phí và nhu cầu về tài chính rất lớn. Ngoài ra, những tổn phí mà ngành quản lý đường sá phải gánh chịu không thấm vào đâu so với tổn thất chung tổng cộng: những người sử dụng đường phải lái xe trên những đường xấu, giá thành vận tải tăng cao, hạn chế sự liên kết các thị trường kinh tế và làm giảm bớt sinh lực của các hoạt động phụ thuộc vào vận tải đường bộ. - Sự suy giảm chất lượng của đường ô tô tăng tốc độ theo thời gian. Hiện tượng này làm cho người ta chưa kịp nhận thức được sự cần thiết của một đợt bảo dưỡng sửa chữa thì tình trạng chất lượng đã suy giảm rõ rệt tới mức đòi hỏi phải khôi phục lại hoặc làm lại đường với tổn phí lớn hơn nhiều. Vì vậy điều quan trọng là là phải nhận biết được kịp thời nhu cầu sửa chữa. 9 1.2. Hiện trạng giao thông vận tải đường bộ Việt Nam 1.2.1. Kết cấu hạ tầng đường bộ Đặc thù của lãnh thổ VN là hẹp và kéo dài từ Bắc vào Nam với hệ thống giao thông bao gồm đầy đủ các phương thức vận tải như đường bộ, đường sắt, đường sông, đường biển và đường hàng không. Trong các phương thức vận tải này thì đường bộ đóng vai trò quan trọng nhất. Tổng chiều dài đường bộ nước ta hiện có trên 258.200 km, mật độ đường bộ còn chưa cao 0,77Km/Km2. Mạng lưới giao thông đường bộ được chia thành 6 hệ thống, trong đó: - Hệ thống quốc lộ là xương sống của mạng lưới đường, có tác dụng quan trọng phục vụ lợi ích kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng của đất nước. Hệthống quốc lộ bao gồm:  Đường nối từ thủ đô HN tới các thành phố trực thuộc trung ương, tới các trung tâm hành chính của các tỉnh;  Đường từ trục chính đến các cửa khẩu quốc tế, cửa khẩu chính, các khu công nghiệp;  Đường nối liền trung tâm hành chính từ 3 tỉnh trở lên. - Hệ thống đường tỉnh là trục đường trong địa bàn một tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương bao gồm các đường nối từ thành phố hoặc trung tâm hành chính của tỉnh tới trung tâm hành chính của huyện và nối đến trung tâm hành chính các tỉnh lân cận. - Hệ thống đường huyện là đường nối từ các trung tâm hành chính huyện tới các trung tâm hành chính xã hoặc cụm xã và nối trung tâm hành chính các huyện lân cận. - Hệ thống đường xã là đường nối từ trung tâm hành chính các xã đến các thôn xóm và nối giữa các xã với nhau. - Hệ thống đường đô thị là đường giao thông nằm trong nội đô, nội thị của thànhphố, thị xã, thị trấn. - Hệ thống đường chuyên dùng là đường nội bộ phục vụ cho việc vận chuyển, đi lại của một hoặc nhiều cơ quan, doanh nghiệp. 10 Bảng 1.1 Số liệu thống kê theo Báo cáo tổng hợp Điều chỉnh Chiến lược phát triển GTVT Việt Nam đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030: Hệ thống Chiều dài, km Tỷ lệ trên toàn mạng lưới, % Quốc lộ và cao tốc 18.74 7.26 Đường tỉnh 23.52 9.11 Đường huyện 49.82 19.30 Đường xã 151.19 58.55 Đường đô thị 8.49 3.29 Đường chuyên dùng 6.43 2.49 1.2.2. Hiện trạng mạng lưới đường bộ và vận tải đường bộ Trong thời gian qua, mạng lưới đường bộ đã được quan tâm và đầu tư xây dựng mới, đồng thời cải tạo, nâng cấp một số tuyến đường đang khai thác. Do vậy chất lượng của mạng lưới đường đã được cải thiện đáng kể. Nhưng nhìn chung, chất lượng mạng lưới đường bộ Việt Nam vẫn còn rất thấp. Cụ thể: - Hiện có 104 tuyến quốc lộ, 1 tuyến cao tốc đang được xây dựng (gồm 16 đoạn, nối từ Hà Nội đến Cần Thơ) và các tuyến đường do trung ương quản lý với tổng chiều dài trên 18.744 km. Trong đó mặt đường BTN chiếm 62,97%, BTXM chiếm 2,67%, nhựa chiếm 31,7%, cấp phối và đá dăm chiếm 2,66%. - Về tiêu chuẩn kỹ thuật: Đường có tiêu chuẩn kỹ thuật cao (cao tốc, cấp I, cấp II) chiếm tỷ trọng rất thấp chỉ đạt 7,51%. Tỷ lệ đường đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cấp III, cấp IV chiếm 77,73%; còn lại đường có tiêu chuẩn kỹ thuật thấp (cấp V, cấp VI) chiếm tỷ lệ là 14,77%. - Vận tải đường bộ: Vận tải đường bộ chiếm tỷ trọng lớn nhất so với các phương thức vận tải khác và ngày càng tăng từ 82,4% năm 2001 lên 91,4% năm 2010 về vận chuyển hành khách và tăng từ 65,7% năm 2001 lên 70,6% năm 2010 về vận chuyển hàng hóa. 1.2.3. Công tác quản lý, bảo trì đường bộ ở Việt Nam: Bảo trì đường bộ là thực hiện các công việc bảo dưỡng và sửa chữa đường bộ nhằm duy trì tiêu chuẩn kỹ thuật của đường đang khai thác. Đường bộ đưa vào khai thác được quản lý, bảo trì với các nội dung sau đây: - Theo dõi tình trạng công trình đường ô tô; tổ chức giao thông; kiểm tra, thanh tra việc bảo vệ kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ; - Bảo dưỡng thường xuyên, sửa chữa định kỳ và sửa chữa đột xuất. 11 Trong những năm gần đây, nhà nước đã đầu tư cho đường bộ để xây dựng và cải tạo, nâng cấp các tuyến hiện có. Chất lượng của mạng lưới đường được cải thiện một cách rõ rệt. Vốn ngân sách phân bổ cho công tác quản lý, bảo trì đường bộ đã tăng lên nhưng vẫn thiếu hụt, so với nhu cầu mới đạt trung bình khoảng 40% (năm 2010 kinh phí cấp cho bảo trì đường bộ cao nhất cũng chỉ đạt 60% so với nhu cầu). Do nguồn kinh phí bị hạn hẹp và một phần chưa lường hết được tính chất quan trọng của công tác duy tu bảo dưỡng đường nên ở nước ta cũng như nhiều nước đang phát triển trên thế giới, nhiệm vụ duy tu bảo dưỡng đường không được quan tâm đúng mức và không có được vị trí xứng đáng trong các mục tiêu của ngân sách nhà nước. Hiện nay đang tái diễn tình trạng như sau: - Vay vốn nước ngoài để làm mới đường; - Để chất lượng đường suy giảm đến mức hư hỏng trầm trọng vì thiếu bảo dưỡng sửa chữa cần thiết; - Lại vay vốn nước ngoài để làm lại đường hết sức tốn kém. Điều quan trọng là phải xóa bỏ tình trạng trên và phải dành sự đầu tư mà cụ thể là những khoản chi phí cần thiết để bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đường ô tô một cách đúng đắn, hiệu quả nhất. 1.3. Phân loại công tác bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô 1.3.1. Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên và định kỳ Người ta thường chia các nhiệm vụ bảo dưỡng sửa chữa thành hai loại: Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên và bảo dưỡng sửa chữa định kỳ. Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên bao gồm các nhiệm vụ chăm sóc, giữ gìn đề phòng hư hỏng và sửa chữa các hư hỏng nhỏ nhằm duy trì tình trạng tốt sẵn của con đường, loại công tác này phải làm một hoặc nhiều lần trong một năm. Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ gồm những nhiệm vụ quan trọng hơn phải làm với khoảng cách thời gian bốn năm, năm năm hay hơn nữa. Việc tổ chức công tác bảo dưỡng sửa chữa tùy thuộc vào cách phân loại này: - Các nhiệm vụ bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên được giao cho các tổ sản xuất thường trực, thường là ở gần con đường phải chăm sóc. Phải có kinh phí được ngân sách cấp đều đặn. Các công việc phải làm được quy định cho từng con đường tùy theo mức độ quan trọng nhiều hay ít. - Các nhiệm vụ bảo dưỡng sửa chữa định kỳ ngược lại là những công việc nặng hơn, phải được ghi vào chương trình từ nhiều tháng trước và thường được ghi trong kế hoạch nhà 12 nước. Có thể ghép vào loại nhiệm vụ này các công việc khôi phục lại đường nếu tình trạng chất lượng đã suy giảm đến mức đòi hỏi phải làm như vậy. 1.3.2. Bảo dưỡng dự phòng và bảo dưỡng sửa chữa - Bảo dưỡng dự phòng là những sự can thiệp dự phòng có mục đích, một mặt tránh sự phá hỏng chất lượng kết cấu mặt đường, để chuẩn bị dự phòng cho mặt đường phải chịu một cường độ vận chuyển cao hơn có thể dự đoán trước được, mặt khác để duy trì một cách hầu như liên tục một trình độ phục vụ êm thuận nhất định. - Bảo dưỡng sửa chữa là những sự can thiệp sửa chữa có mục đích khắc phục một tình trạng thiếu kém về kết cấu hay về bề mặt, sau khi đã thấy xuất hiện những hư hỏng quan trọng. Vá ổ gà là loại công việc điển hình...n tố thuận lợi cho sự bền vững của mặt đường. Trong thực tế, nước đọng trên bề mặt phần xe chạy, ngấm xuống kết cấu áo đường làm giảm cường độ và tăng độ trơn trượt bề mặt nên dễ gây tai nạn. Nhờ có ánh nắng mặt trời, nước bốc hơi nhanh hơn và giảm thời gian đọng nước. - Tuy nhiên bức xạ mặt trời cũng ảnh hưởng không tốt tới cường dộ của vật liệu mặt đường, đặc biệt là đối với mặt đường nhựa, mặt đường bê tông xi măng. Sự thay đổi nhiệt độ trong ngày có thể làm cho mặt đường co giãn, thể tích thay đổi không đều làm cho mặt đường nứt nẻ. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, mặt đường nhựa có thể bị mềm, nhất là khi dung lượng nhựa, loại nhựa không hợp lý. Trên mặt đường nhựa khi đó phát sinh làn song, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đường. Còn dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, giòn, dễ bị gãy nứt.  Ảnh hưởng của gió: - Gió cũng có tác dụng tốt khi thúc đẩy nhanh sự bay hơi của nước đọng bề mặt, nhưng có khi lại gây khó khăn cho thi công. Ví dụ: có thể khi nhiệt độ ngoài trời khá cao, gió mạnh vẫn làm nguội nhanh bê tông nhựa trong quá trình rải đổ, làm giảm tính dính bám của nhựa với đá, của các lớp vật liệu với nhau, khi gió thổi cũng làm cho bề mặt vật liệu đá bị phủ một lớp bụi mỏng làm nhựa kém dính bám. 3.1.1.2. Chất lượng của đất và các loại vật liệu: Chất lượng của đất và các loại vật liệu đóng một vai trò quan trọng đối với kết cấu áo đường và lớp mặt chịu tác dụng của bánh xe. - Loại đất dùng để đắp nền đường thường được chọn là loại đất có khả năng chịu lực tốt, dễ đầm lèn, trạng thái của đất ít thay đổi khi độ ẩm biến đổi nhiều Các loại đất bị trương nở hoặc co ngót nhiều khi có sự thay đổi lớn về độ ẩm sẽ làm các lớp kết cấu mặt đường bị phá 28 hủy nhanh chóng. - Với các loại mặt đường cấp thấp không được trải nhựa, chất lượng của vật liệu (kích cỡ hạt, thành phần cấp phối, độ kết dính, cường độ, sức chịu mài mòn, tính nhạy cảm với nước) là yếu tố quyết định khả năng chống xói mòn và chống sự mài mòn do bánh xe của mặt đường. - Khi thi công mặt đường nhựa, những điểm cần tránh, đặc biệt là đối với vật liệu sỏi đá, gồm có:  Cường độ không đủ;  Cấp phối hạt không đúng quy cách;  Vật liệu không đủ sạch;  Kích thước, ngoại hình của vật liệu không đạt yêu cầu: hoặc quá nhiều hạt tròn cạnh, hoặc quá nhiều hạt dẹt; - Khi thi công các loại mặt đường khác, các điều kiện tổng quát về đất và vật liệu tự nhiên cần phải đặt được các yêu cầu sau:  Có độ ẩm thích hợp với việc thi công nền đất và đầm nén;  Có độ trương nở thấp;  Có đủ lực dính bám và cường độ chịu nén;  Có đủ sức chịu đựng và cường độ cơ học để cho phép chịu được ứng suất lặp do tải trọng trùng phục của xe cộ gây ra;  Có đủ cường độ chịu nén;  Không nhạy cảm với nước;  Kích cỡ các hạt lớn nhất được giới hạn dưới 40mm cho vật liệu lớp móng trên và 60mm cho vật liệu lớp móng dưới để tránh bị phân tầng và dễ thi công. 3.1.2. Chất lượng thiết kế Chất lượng của một đồ án thiết kế kém có thể gây ảnh hưởng xấu, làm cho công trình nhanh chóng hư hỏng suy giảm chất lượng. Ví dụ: Nếu thiết kế cao độ mặt đường và đáy kết cấu áo đường không đảm bảo điều kiện mực nước ngập thường xuyên sẽ làm cho mặt đường bị đọng nước và sớm bị hư hỏng. Sự thiếu quan tâm đến các công trình chống xói, các rãnh thoát nước hai bên có thể dẫn đến hư hỏng dần rồi phá hoại hai bên lề đường. Kết cấu áo đường không đảm bảo cường độ sẽ nhanh chóng bị hư hỏng dưới tác dụng tải trọng và cường độ xe chạy. 3.1.3. Chất lượng của công tác thi công Về phương diện thi công và chế tạo vật liệu, những sai sót chính có thể dẫn đến rút ngắn tuổi thọ của con đường là: 29 - Thiếu công đầm lèn; - Khi chuyên chở đá bị phân tầng, đá nhỏ và to bị phân tách; - Thiếu nhựa hoặc thiếu cốt liệu, không đúng quy định hoặc thất thường; - Nhiệt độ thi công nhựa đường quá thấp; - Màng nhựa chưa bao kín các hạt đá. Những quy định chặt chẽ về thi công và sự tuân thủ chúng khi thi công là những điều kiện quan trọng cho sự bền vững của con đường sau này và sẽ làm giảm bớt được công việc bảo dưỡng, sửa chữa đường. 3.1.4. Tác động của cường độ vận chuyển và tải trọng xe Sự hoạt động qua lại nhiều lần của các trục xe làm cho áo đường bị bào mòn trên mặt và mỏi trong kết cấu. 3.1.4.1. Hiện tượng mài mòn: - Sự mài mòn lớp mặt xảy ra chủ yếu do lực tiếp tuyến gây ra bởi bánh xe. Lực tiếp tuyến làm bong bật các hạt đá mặt đường không rải nhựa, đối với mặt đường láng nhựa và bê tông nhựa thì nó làm nhẵn mặt các viên đá. - Sự mài mòn tùy thuộc vào: cường độ vận chuyển, thành phần dòng xe (số lượng xe, loại xe nặng hay nhẹ) và tốc độ của xe. 3.1.4.2. Hiện tượng mỏi: - Hiện tượng mỏi xuất hiện phổ biến trên đường nhựa do sự không liên tục trong cấp phối của vật liệu và sự diễn biến khác nhau giữa một bên là móng và nền đường với một bên là mặt đường. - Sự mỏi của mặt đường có nguyên nhân từ các lực thẳng đứng do truyền tải và các lực kéo nén tác dụng lên kết cấu mặt đường. Trong bề mặt áo đường sự ma sát lặp đi lặp lại giữa các hạt đá dẫn đến làm vụn dần mặt đá, sản sinh ra các hạt bụi nhỏ và làm tăng tính dẻo của phối liệu. Có thể thấy sự phát sinh trên đường những vết nứt dọc và nứt ngang khi mặt đường phải làm việc quá giới hạn đàn hồi của nó. - Nhiều thử nghiệm được tiến hành trên các mặt đường nhựa đã cho thấy rất rõ rằng hiện tượng mỏi này tùy thuộc không chỉ vào số lần lặp đi lặp lại của tải trọng bánh xe, mà còn phụ thuộc rất nhiều vào trọng lượng của trục xe. - Số lần lặp lại tải trọng trên mặt đường nhựa (khối lượng vận chuyển và hình thái các trục xe) tác động đến tuổi thọ của mặt đường không phải theo quy luật tuyến tính, mà theo một hàm số dạng logarit, theo đó các tác động trực tiếp của hiện tượng mỏi được thể hiện từ từ, càng trải qua nhiều thời gian (kể từ khi bắt đầu đưa đường vào khai thác) tác động tích lũy càng 30 nhiều hơn. - Một giai đoạn khá dài ban đầu, có thể dài hơn một nửa tuổi thọ của con đường (thậm chí có thể tới 2/3) không thấy xuất hiện những hư hỏng có thể trông thấy bằng mắt thường nếu có sự chăm sóc tối thiểu cho lớp mặt. Nhưng sau giai đoạn này sẽ thấy xuất hiện giai đoạn phá hỏng càng ngày càng nhanh, nó được thể hiện bằng những vết nứt và những vết lún bánh xe, dẫn đến mặt đường mất đi tính bằng phẳng và dần bị bong bật. 3.1.4.3. Tác động của tải trọng xe tới độ bền của kết cấu nền và mặt đường: - Về mặt nguyên lý, tổ hợp gồm: tải trọng trục, bánh xe, mặt đường giữ vai trò quyết định đến dộ bền và tuổi thọ của kết cấu mặt đường, trong đó toàn bộ tải trọng chất trên xe được phân bố qua các trục để thông qua bánh xe truyền trực tiếp tải trọng xuống mặt đường. 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. Hình 3.1 - Sơ đồ mô tả trạng thái ứng suất của nền và mặt đường dưới tác dụngcủa tải trọng bánh xe. 3.1.5. Diễn biến hiện tượng suy giảm chất lượng của đường ô tô - Tình trạng của mặt đường ở một thời điểm nhất định là nhân tố quyết định những công việc bảo dưỡng, sửa chữa cần thiết. Như vậy, quan trọng là phải đánh giá đúng tình trạng của đường, hoặc mắt nhìn thấy, hoặc ở trong kết cấu, trước khi lập kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa. - Đến cuối giai đoạn diễn biến bình thường của nó, mặt đường nhựa bước sang một giai đoạn có thể phát triển những biến dạng dẻo quan trọng. Mặt đường mất dần tính không thấm nước, những hiện tượng phá hoại thứ cấp sẽ nhanh chóng xuất hiện và dẫn tới sự hư hỏng hoàn toàn. - Trên mặt đường cấp thấp không được trải nhựa thường có cường độ vận chuyển thấp, 31 những tác động làm mòn mặt đường vì vật liệu mất đi do bong bật sẽ càng rõ rệt nếu sự liên kết của lớp mặt xe chạy càng kém. Điểm cuối của quá trình diễn biến bình thường đối với loại mặt đường này là sự biến mất hoàn toàn lớp mặt xe chạy. - Diễn biến của quá trình suy giảm chất lượng là không có giới hạn và không nên quan niệm rằng chúng có thể dần dần tiến đến ổn định theo thời gian. 3.2. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường ô tô 3.2.1. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường mềm 3.2.1.1. Cóc gặm: - Tên khác Vỡ mép đường. - Định nghĩa Hư hỏng kết cấu mặt đường dọc theo mép đường. - Đơn vị đo Chiều dài (m). - Phương pháp đo Đo chiều dài vết cóc gặm có bề rộng vỡ >150mm tính từ mép đường cũ (trước khi vỡ) gần mép đường nhất ở cả hai bên (kết quả lấy tròn số). - Các nguyên nhân chính Lề đường bị xói mòn, đặc biệt là khi lề thấp hơn mặt đường tạo thành nấc; Do nước gây ra; Do không đầm kỹ ở hai bên lề của mặt đường nhựa; Do đường quá hẹp nên các phương tiện giao thông thường phải đi lấn lên lề. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mức độ hư hỏng sẽ tăng nhanh vào mùa mưa; Đường hẹp sẽ gây nguy hiểm. 32 Hình 3.2 - Hư hỏng “cóc gặm” 3.2.1.2. Nứt lớn (bề rộng vết nứt > 5mm): - Trạng thái Các vết nứt lớn xuất hiện dưới dạng nứt dọc, nứt ngang, nứt hình Parabol, nứt chéo hoặc nứt ngoằn ngoèo. - Định nghĩa Các vết nứt rộng trên lớp vật liệu mặt, xuất hiện do quá tải, do vật liệu mỏi hoặc cường độ kém. - Đơn vị đo Chiều dài (m). - Phương pháp đo Các vết nứt lớn (rộng >5mm) được đo bằng thước đo độ rộng vết nứt có vạch chia 5mm. Chiều dài của mỗi vết nứt lớn cần được cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn hư hỏng và được ghi vào biểu mẫu. - Các nguyên nhân chính Do chất lượng vật liệu kém; Do trình độ tay nghề kém; Do độ dày của đường thiếu; Do hỗn hợp nhiều chất kết kính, mềm hoặc do độ liên kết kém giữa lớp mặt và lớp móng. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Giảm chất lượng kết cấu mặt đường. 33 Lưu ý: tổng chiều dài của các vết nứt lớn có thể vượt quá chiều dài của một phân đoạn nếu có một số lượng lớn các vết nứt chạy song song dọc theo phân đoạn đó. Hình 3.3 –Hư hỏng dạng nứt lớn 3.2.1.3. Nứt lưới: - Tên khác Nứt da cá sấu, nứt nối tiếp hoặc liên kết, nứt hình chữ nhật. - Định nghĩa Một loạt các vết nứt đan xen nhau trên lớp mặt, đôi khi dạng nứt này tạo ra các hình đa giác lớn với các góc nhọn. - Đơn vị đo Diện tích (m2); - Phương pháp đo Diện tích của mỗi khu vực nứt lưới được cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn bị hư hỏng và được ghi vào mẫu thích hợp (kết quả lấy tròn số). - Các nguyên nhân chính Chất lượng vật liệu kém; Trình độ tay nghề kém; Độ dày mặt đường không đủ; Các vết nứt lớn không được sửa chữa kịp thời; - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mất lớp mặt và sau đó ổ gà có thể phát triển tạo ra các điểm lún cục bộ, dẫn đến giảm chất lượng kết cấu mặt đường. Lưu ý: tổng diện tích của khu vực nứt lưới không thể vượt quá diện tích mặt đường của phân đoạn đó; 34 Hình 3.4 - Nứt lưới 3.2.1.4. Bong tróc vật liệu: - Tên khác Bong bật vật liệu - Định nghĩa Bong lớp láng mặt (đá nhỏ và chất kết dính) khỏi mặt đường do độ liên kết kém giữa lớp láng (láng mặt) và lớp mặt đường phía dưới - Đơn vị đo Diện tích (m2); - Phương pháp đo Diện tích của mỗi khu vực bong tróc được cộng dồn trong phạm vi mỗi phân đoạn bị hư hỏng và được ghi vào mẫu thích hợp (kết quả lấy tròn số). - Các nguyên nhân chính Độ liên kết kém giữa lớp láng và lớp mặt đường phía dưới; Dùng đá bẩn để láng mặt; Đá nhỏ chưa được lèn sâu xuống mặt đường; Chất lượng trộn hoặc tay nghề thi công kém; Chất kết dính không đủ hoặc tưới không đều. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Bong dần lớp mặt, làm xuất hiện ổ gà. Lưu ý: tổng diện tích của khu vực nứt lưới không thể vượt quá diện tích mặt đường của phân đoạn đó; 35 Hình 3.5 - Bong tróc. 3.2.1.5. Ổ gà nông (chiều sâu < 50mm): - Định nghĩa Những vết lõm nông, nhỏ hình chiếc bát (thường có đường kính <1,0m) có cạnh sắc và mép thẳng đứng, mất nhiều đá nhỏ ở lớp mặt. - Đơn vị đo Diện tích (m2); - Phương pháp đo Đo chiều sâu ổ gà nông bằng cách đặt dụng cụ đo thích hợp (nêm, thước dây, thước thẳng) dưới một chiếc thước thẳng 2m. Đo diện tích ổ gà. Kết quả đo được làm tròn số và ghi vào mẫu thích hợp. - Các nguyên nhân chính Chất lượng vật liệu mặt đường kém; Lớp mặt thấm nước; Mất vật liệu hạt do giao thông gây ra; Nứt lưới hoặc các điểm lún không được sửa chữa kịp thời. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu xuống lớp dưới. 36 Lưu ý: tổng diện tích của khu vực nứt lưới không thể vượt quá diện tích mặt đường của phân đoạn đó; Hình 3.6 - Ổ gà nông 3.2.1.6. Ổ gà sâu (chiều sâu >50mm): - Định nghĩa Những vết lõm sâu, nhỏ hình chiếc bát (thường có đường kính <1,0m) có cạnh sắc và mép thẳng đứng, mất nhiều đá nhỏ ở các lớp mặt do vậy thường lộ lớp móng trên và móng dưới. - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Đo chiều sâu ổ gà sâu bằng cách đặt dụng cụ đo thích hợp (nêm, thước dây, thước thẳng) dưới một chiếc thước thẳng 2m. Đo diện tích ổ gà. Kết quả đo được làm tròn số và ghi vào mẫu thích hợp. 37 - Các nguyên nhân chính Chất lượng vật liệu mặt đường kém; Lớp mặt thấm nước; Mất vật liệu hạt do giao thông gây ra; Các ổ gà nông không được sửa chữa kịp thời; Nứt lưới hoặc các điểm lún không được sửa chữa kịp thời. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu xuống lớp dưới. Lưu ý: tổng diện tích của khu vực nứt lưới không thể vượt quá diện tích mặt đường của phân đoạn đó; Hình 3.7 - Ổ gà sâu 3.2.1.7. Lún vệt bánh xe: - Định nghĩa Tạo ra vết lún dài trên mặt đường dọc theo vệt bánh xe. - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Chỉ đo các vết lún dài hơn 20m với độ sâu “đại diện” khoảng 25mm bằng thước. Kết quả đo được làm tròn số. - Các nguyên nhân chính Cường độ mặt đường không thích hợp với lưu lượng giao thông chạy trên đường; Tính không ổn định của lớp mặt nhựa; Tải trọng trùng phục của xe cộ; Nhiệt độ trên mặt đường quá cao; Lượng nhựa quá nhiều. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Nước sẽ đọng, thấm xuống mặt đường và sẽ làm tăng nhanh độ lún vệt bánh xe, dẫn đến tình trạng nứt nghiêm trọng mặt 38 đường và sau đó là vỡ mặt đường. Hình 3.8 – Lún vệt bánh xe 3.2.1.8. Lún lõm (chiều sâu từ 30mm đến 120mm): - Định nghĩa Diện tích mặt đường bị lún lõm cục bộ, lẻ tẻ với kích thước hạn chế, thường là dọc theo các vệt bánh xe. - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Chiều sâu lún lõm đo bằng cách dùng một thước thẳng 2m đặt theo chiều ngang mặt đường và một dụng cụ có đơn vị đo tới mm để đo chiều sâu tính từ thước 2m. Kết quả đo diện tích của mỗi vị trí lún lõm mặt cục bộ được làm tròn số - Các nguyên nhân chính Do vật liệu lớp móng, mặt đường hoặc nền đắp không được đầm chặt theo yêu cầu và có sự lèn xếp lại vật liệu trong quá trình xe chạy; Cường độ kết cấu mặt đường không thích hợp; 39 Tính không ổn định của lớp mặt nhựa. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mức độ lún lõm sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa, làm đọng nước trên mặt đường và sẽ gây ra tình trạng vỡ mặt đường nếu như nước thấm xuống kết cấu bên dưới; Làm tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi độ lún lõm mặt quá nhiều. Hình 3.9 – Lún lõm 3.2.1.9. Lún sâu (chiều sâu >120mm): - Định nghĩa Diện tích lún sâu cục bộ với kích thước hạn chế trên mặt đường, thường là dọc theo các vệt bánh xe; - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Chiều sâu vệt lún sâu đo bằng cách dùng một thước thẳng 2m đặt theo chiều ngang mặt đường và một dụng cụ có đơn vị đo tới mm để đo chiều sâu tính từ thước 2m. Kết quả đo diện tích của mỗi vị trí lún lõm mặt cục bộ được làm tròn số - Các nguyên nhân chính Cường độ kết cấu mặt đường không thích hợp; Tính không ổn định của lớp mặt nhựa. 40 - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mức độ lún sâu sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa, làm đọng nước trên mặt đường và sẽ gây ra tình trạng vỡ mặt đường nếu như nước thấm xuống kết cấu bên dưới; Làm tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi độ lún lõm . Hình 3.10 – Lún sâu 3.2.1.10. Miếng vá: - Tên khác Vá ổ gà/nứt lưới/lún vệt bánh/cóc gặm/bong tróc, xử lý nước đọng ở mặt đường, sửa chữa nhỏ. - Định nghĩa Đây là miếng vá nhằm sửa chữa nhỏ, cục bộ lớp mặt để phục hồi hư hỏng, xử lý đọng nước ở mặt đường Nó phản ánh điều kiện trước đây của đường và bản thân nó cũng bị hư hỏng. Trong đánh giá trạng thái hư hỏng của mặt đường, miếng vá cũng được tính đến. - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Kết quả đo diện tích miếng vá cần được làm tròn số và được cộng dồn trong phạm vi một phân đoạn đường. - Các nguyên nhân chính Cường độ kết cấu mặt đường không thích hợp; Tính không ổn định của lớp mặt nhựa. 41 - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mức độ lún sâu sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa, làm đọng nước trên mặt đường và sẽ gây ra tình trạng vỡ mặt đường nếu như nước thấm xuống kết cấu bên dưới; Làm tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi độ lún lõm Chú ý: miếng vá có thể có diện tích lớn nhưng không vượt quá diện tích mặt đường và không được có bất cứ hư hỏng lớn nào trên đó. Tuy nhiên, nếu phát hiện thấy các hư hỏng nào trong phạm vi miếng vá cần phải ghi lại cụ thể loại hư hỏng đó vào mẫu tương ứng. Hình 3.11 – Miếng vá 3.2.1.11. Cao su mặt đường: - Định nghĩa Diện tích mặt đường bị biến dạng lớn và rạn nứt dưới tác dụng của bánh xe. Khi có tải trọng xe thì lún võng xuống, khi xe đi qua lại đàn hồi trở lại gần như cũ. Kết cấu mặt đường dần dần sẽ bị phá vỡ một phần hay hoàn toàn, đôi khi bùn đất và mặt nhựa bị trồi lên. 42 - Đơn vị đo Diện tích (m2). - Phương pháp đo Quan sát bằng mắt khi xe tải nặng chạy qua để xác định vị trí cao su mặt đường, dùng thước đo cao su mặt đường. Kết quả đo được làm tròn. Xác định cụ thể theo từng vị trí. - Các nguyên nhân chính Đất nền đường yếu do trước đây đầm lèn không đạt độ chặt yêu cầu; Nước ngầm hoạt động cao; Kết cấu áo đường mỏng không đủ khả năng chịu lực tác dụng của tải trọng xe (nhất là xe nặng), qua quá trình trùng phục dẫn đến kết cấu bị phá hoại. - Hậu quả (nếu như không sửa chữa) Mức độ cao su sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa và sẽ gây ra tình trạng mặt đường bị vỡ nếu như nước thấm sâu xuống, gây mất an toàn. 3.2.2. Các hình thức hư hỏng trên mặt đường cứng. 3.2.2.1. Vết nứt:  Phân loại: Theo hướng phát triển và chiều rộng vết nứt. - Theo hướng phát triển vết nứt bao gồm 5 loại sau:  Vết nứt ngang;  Vết nứt dọc;  Vết nứt chéo;  Vết nứt dẻo;  Vết nứt hỗn hợp. - Chiều rộng vết nứt được đo trên bề mặt tấm bản, gồm:  Vết nứt hẹp nhỏ hơn 0,5mm;  Vết nứt trung bình từ 0,5 – 1,5mm;  Và vết nứt rộng hơn 1,5mm. 43 Hình 3.12 – Nứt, lún, vỡ trên đường BTXM  Các nguyên nhân chính: - Vết nứt ngang có thể do các nguyên nhân sau:  Chiều dài phần không có cốt gia cường quá lớn;  Thiếu bố trí vật liệu cốt gia cường;  Mối nối không dịch chuyển tự do được;  Cắt mối nối quá muộn;  Mức độ cản trở cao tại mặt tiếp giáp tấm bản và đáy móng;  Ăn mòn cốt thép do nước muối xâm nhập, các mối nối từ trung bình đến rộng chưa được lấp kín;  Tải trọng không được phân bố tại các mối nối. 44 Hình 3.13 - Vết nứt ngang do cắt mối nối chậm - Vết nứt dọc có thể do một số nguyên nhân sau:  Chiều rộng tấm bản quá lớn, trong thực tế thường không bố trí nhiều tấm bản nằm ngang nhằm giảm số lượng mối nối dọc. Với các vật liệu làm cốt bình thường thì thép là vật liệu được sử dụng bố trí nằm ngang dọc theo chiều dài tấm bản;  Vị trí khe nứt đáy không chính xác: đối với công trình mặt đường thường được tạo bởi hai hay nhiều tấm theo chiều rộng, phân chia bởi các mối nối dọc giống như khe co ngót, trong đó sự khác nhau chủ yếu là mối nối dọc có các thanh liên kết khác với các thanh truyền lực. Vị trí khe tạo nứt đáy đặt không đúng chỗ sẽ gây ra nứt uốn khúc ở lân cận mối nối dọc.  Móng đường không bằng phẳng theo chiều dọc do điều kiện thoát nước không tốt gây nên sự biến đổi quá lớn độ ẩm của lớp đất nền phía dưới;  Không có các mối nối giãn nở và co ngót thì do các cốt liệu nhỏ mất liên kết gây ra tích lũy ứng suất nén mà gây ra ứng suất kéo và vết nứt dọc xuất hiện. Hình 3.14 – Mối nối dọc - Vết nứt chéo: vết nứt chéo ít xuất hiện và nguyên nhân chủ yếu của nó là do chất lượng của lớp móng không đồng đều, tại một vị trí nào đó được xây bằng vật liệu tốt hơn xung quanh. - Vết nứt dẻo:  Hiện tượng nứt dẻo khác với các hiện tượng nêu trên, có có thể xuất hiện rất sớm ngay sau khi đầm nén bê tông (đôi khi dưới 1 giờ đồng hồ). Vết nứt dẻo thường xuất hiện từng nhóm ngắn gần như song song với nhau và chếch với cạnh tấm.  Nguyên nhân chính gây ra vết nứt dẻo là do sự mất mát nhanh chóng độ ẩm trênmặt 45 tấm bản và phần lớn xuất hiện trong những ngày nắng kết hợp với gió hanh khô.Việc bảo dưỡng tốt bê tông sau khi đầm nén sẽ khắc phục được hiện tượng này. - Vết nứt hỗn hợp: đây là dạng vết nứt khác với 4 loại trên, nó có thể xuất hiện ở các vị trí cá biệt, phổ biến là xung quanh các tấm đan đậy các hố ga trên mặt đường. Nguyên nhân là do cấu tạo đơn giản hoặc do tấm bản chịu ứng suất cục bộ. 3.2.2.2. Miếng vỡ góc cạnh: Các cạnh nhọn của mối nối có thể bị vỡ do nhiều nguyên nhân khác nhau và ảnh hưởng theo các chiều sâu khác nhau. - Vỡ nông: các khe co ngót thi công ướt tạo khe, nếu đặt bằng các thanh gỗ chưa qua xử lý thì nó sẽ hút nước từ bê tông và gây ra ứng suất ở lân cận khe. Để khắc phục nên sử dụng các thanh bằng vật liệu dẻo để tạo chiều rộng khe. Mặt khác, nếu tạo khe lại để thanh chèn bị nghiêng so với phương thẳng đứng từ 10 trở lên cũng gây nên hư hỏng loại này. Hình 3.15 - Vỡ do khuôn rãnh bị lệch Hình 3.16 - Vỡ sâu do khe nứt đáy bị lệch - Vỡ sâu: loại vết vỡ này phát triển bên dưới chiều sâu của khe co ngót, thậm chí còn dưới cả thanh truyền lực. Nguyên nhân chính gây nên vỡ sâu là do khe giảm yếu ở đáy bị lệch so với khe trên mặt đường hoặc do thanh truyền lực bị lệch. 3.2.2.3. Tấm bản bị lún và chuyển vị: Đối với các tấm bản không có thanh truyền lực xây dựng trên lớp móng vô hạn có thể sinh ra các “bậc” tại mối nối, nguyên nhân chính là do sự chuyển vị của lớp móng dưới. Khi ô tô chạy qua mối nối, phần tấm ở phía tiếp cận sẽ bị võng xuống và khi bánh xe rời khỏi vị trí đó thì nó nhanh chóng vồng về phía trên tạo ra một vùng áp lực thấp giữa tấm bản và lớp móng dưới khiến cho vật liệu nằm dưới tấm bản di chuyển đến vịtrí khác của mối nối. Sau nhiều lần xe qua lại, một khối lượng đáng kể vật liệu chuyển vị ngang qua mối nối làm nên hiện tương “tạo bậc” (hình 3.12). 3.2.3. Các dạng hư hỏng của các loại mặt đường khác: 3.2.3.1. Mặt đường đá dăm: - Mất lớp đá hạt nhỏ; - Ổ gà. 46 3.2.3.2. Mặt đường cấp phối và mặt đường đất: - Mất lớp mặt; - Trơn lầy; - Gợn sóng; - Ổ gà, lún lõm cục bộ; - Sình lún. 3.3. Các hình thức hư hỏng của các công trình trên đường 3.3.1. Hư hỏng các bộ phận phụ của đường - Bao gồm các loại hư hỏng sau: - Cây cối lấn đường; - Cát lấn; - Ta luy đường đắp bị xói mòn; - Ta luy nền đường bị sụt lở; - Những tác nhân phá hoại khác và những trở ngại giao thông. 3.3.1.1. Cây cối lấn đường: - Hiện tượng cây cối lấn đường là hiện tượng tự nhiên, nó làm giảm rất nhiều tầm nhìn và vì thế làm giảm an toàn, nhất là trong những đoạn đường cong. Cũng vì thế gây nên hiệu ứng hai bên thành, người lái xe bị ép đưa xe vào phía trục đường, gây nên hiện tượng mòn kiểu chữ W. - Khi đi qua khu vực nhiều cây (rừng), cây mọc lấn đường cả ở trong và ngoài rãnh thoát nước làm giảm ánh sáng mặt trời và nước khó bốc hơi, gây nhiều khó khăn cho giao thông sau khi trời mưa. - Khi đường có trồng cây ở hai bên đường, cần phải theo dõi chặt chẽ sự sinh sôi nảy nở của chúng, không để cỏ dại lấn vào hàng cây làm cho mục tiêu trồng cây bị mất đi (mất mỹ quan, an toàn, chắn nắng, chắn gió). 3.3.1.2. Cát lấn: - Đây là hiện tượng gió thổi đưa cát đến lấn đường, một hiện tượng đặc thù của các đường vùng duyên hải. Cát cũng có thể do mưa lớn xói ùn xuống những đoạn đường thấp. - Cát có thể ngập cả mặt đường gây mất an toàn giao thông, lấp mương, rãnh thoát nước gây mất an toàn cho đường. 3.3.1.3. Ta luy đường đắp bị xói mòn: - Hiện tượng này là hậu quả của việc nước mưa từ trên nền đường chảy trút xuống mặt ta luy, đặc biệt là hay xuất hiện ở các chỗ tiếp giáp với các tường cánh hoặc tường ôm phía sau 47 các mố cầu. - Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do tiêu nước không tốt (không có rãnh tiêu nước từ trên ta luy xuống). Hình 3.17 - Ta luy đường đắp bị xói mòn 3.3.1.4. Ta luy nền đường bị sụt lở: Các nguyên nhân: - Độ dốc ta luy đường đào hoặc đường đắp quá lớn, đất lại kém kết dính; - Tiêu nước không tốt ở các triền đất bên trên; - Có những lớp nước treo hoặc xen trong các lớp đất. Hình 3.18 - Ta luy đường đào bị sạt lở 3.3.1.5. Những tác nhân phá hoại khác và những trở ngại giao thông: - Ở các vùng đất rừng, cây cối bị đổ vì gió là trở ngại, thậm chí nguy hiểm nghiêm trọng cho giao thông; rễ cây phát triển trong thân đường có thể là một tác nhân phá hoại không đề phòng được - Các tác nhân gây rối có thể là các loài vật: một đàn vịt hàng nghìn con vượt ngang qua 48 đường dày xéo lên lề đường và ta luy; mối làm tổ trong lề đường hoặc các rãnh thoát nước, cầy cáo và cua càng đào hốc ở làm hỏng đường - Ở các vùng quê có thể thấy tác động của con người: đào đất làm gạch ở lề đường và ta luy, lấp rãnh thoát nước để tiện lối đi, hoặc đắp mương tát nước ngang qua mặt đường 3.3.2. Hư hỏng các thiết bị của đường Các cọc tiêu, biển báo hiệu và các thiết bị phòng hộ là những bộ phận của đường có chức năng đảm bảo an toàn giao thông. Chúng có thể bị hư hỏng vì các tai nạn, bị kẻ xấu phá hoại, bị mòn vì sử dụng quá lâu hoặc vì tác động của lưu lượng vận chuyển. Có thể phân chia ra các hư hỏng sau: - Các tín hiệu dọc (cọc tiêu, biển báo hiệu); - Các thiết bị phòng hộ. 3.3.2.1. Hư hỏng các tín hiệu dọc (cọc tiêu, biển báo hiệu): Những hư hỏng của cọc tiêu, biển báo hiệu dễ sửa chữa khi chúng bị hư hại vì tai nạn hay bị con người phá. Cần thiết phải sửa chữa ngay trước khi những hư hỏng này gây cản trở tác dụng bình thường của chúng. Hình 3.19 - Cọc tiêu, biển báo hiệu bị mờ, bẩn, hư hỏng 3.3.2.2. Hư hỏng các thiết bị phòng hộ: Các thiết bị phòng hộ gồm có các tường chắn hoặc hàng rào, các gờ trượt trên các đường đắp cao, các khung bảo hộ để giới hạn chiều cao của xe chui qua các gầm cầu, hoặc các cọc chắn ngang đối với các cầu có khẩu độ hẹp, Các thiết bị này có thể bị hư hỏng vì các TNGT và mức độ hư hỏng tùy thuộc vào cấu trúc, độ chắc chắn của thiết bị. 49 Hình 3.20 - Hư hỏng thiết bị gờ trượt kim loại 3.3.3. Hư hỏng các công trình tiêu thoát nước: Có thể có các hư hỏng sau: - Xói lùi dần các rãnh biên; - Lắng đọng đất cát trong rãnh; - Hư hỏng các công trình thoát nước. 3.3.3.1. Xói lùn dần các rãnh biên: Đây là một bài toán luôn luôn được các nhà xây dựng đường quan tâm. Hiện tượng xói này có nguyên nhân do rãnh quá dài và (hoặc) tiết diện rãnh không đủ. Để khắc phục cần rút ngắn khoảng cách giữa các cống tiêu nước hoặc gia cố chống xói cho rãnh. a) b) Hình 3.21 a) – Hiện tượng xói lùn dần rãnh thoát nước b) – Một hình thức gia cố chống xói rãnh 50 3.3.3.2. Lắng đọng đất cát trong rãnh thoát nước: Hiện tượng lắng đọng đất cát trong rãnh là biểu hiện của độ dốc dọc của rãnh không đủ, hoặc rãnh bị tắc ở hạ lưu. Hình 3.22 - Lắng đọng đất cát trong rãnh thoát nước, ứ đọng dòng chảy 3.3.3.3. Hư hỏng các công trình thoát nước: Các công trình thoát nước như cống tròn hoặc cống xây có nắp, thường hay bị: - Cát lấp vì việc đặt chúng tạo nên một điểm bất thường trên dòng chảy của nước; - Xói sâu vì thiếu bảo hộ chống xói hoặc khi công trình chịu áp lực nước; - Tắc toàn bộ hoặc cục bộ do cây cỏ lấp, đất cát lắng đọng. Trong mọi trường hợp, việc trước tiên phải làm là tìm nguyên nhân gây ra cát lấp hoặc đào xói và sửa chữa ngay từ gốc. a) b) Hình 3.23 a) - Xói sân cống hạ lưu b) – Xói lở làm hư hỏng nặng cống thoát nước 51 Hình 3.24 - Hư hỏng do móng cống bị lún, mối nối bị hở Hình 3.25 – Tắc cống 52 CHƯƠNG 4 ĐIỀU TRA – ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 4.1. Khái niệm chung Trong quá trình sử dụng, do tác dụng trùng phục của xe chạy và của các yếu tố tự nhiên nên chất lượng của mặt đường bị xấu đi liên tục, trong kết cấu mặt đường dần dần xuất hiện các hiện tượng biến dạng và cuối cùng dẫn tới trạng thái hư hỏng. Để có căn cứ quyết định các biện pháp bảo dưỡng, sửa chữa hoặc cải tạo, cần phải tiến hành điều tra phân tích tình trạng mặt đường hiện có. Tính năng sử dụng của mặt đường bao gồm: - Chất lượng chạy xe; - Năng lực chống trơn trượt; - Năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường. Các tính năng sử dụng trên tuy có sự khác biệt nhưng lại có môi liên hệ nhất định. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa tìm được mối tương quan tin cậy giữa chúng nên chỉ có thể sử dụng các định nghĩa và các phương pháp đánh giá khác nhau cho từng tính năng. 4.2. Đánh giá chất lượng của mặt đường 4.2.1. Mối liên quan giữa chất lượng chạy xe và độ bằng phẳng của mặt đường Chất lượng chạy xe của mặt đường liên quan mật thiết đến tính êm thuận, tốc độ chạy xe, mức tiêu hao nhiên liệu và hao mòn máy móc đối với các phương tiện giao thông. Đánh giá chất lượng chạy xe có liên quan đến các yêu cầu về độ bằng phẳng của mặt đường, về động thái phản ứng khi lái xe và về mức độ êm thuận yêu cầu. Chất lượng chạy xe hoặc mức độ êm thuận do mặt đường tạo ra được gọi là n... vị của khung xe cùng với chuyển vị tương đối, sau khi xử lý sẽ có thể tìm được chuyển vị thẳng đứng W của bánh xe nhỏ tùy theo sự lồi lõm của mặt đường, đó cũng chính là mặt cắt bề mặt đường theo vệt bánh. Do loại thiết bị này có sử dụng bánh xe nhỏ lăn theo nên nếu xe chạy quá nhanh và bề mặt đường tương đối không bằng phẳng thì bánh xe lăn theo này có thể bị “nhảy” làm ảnh hưởng đến kết quả ở mức độ nhất định. Vì vậy, tốc độ của thiết bị GMR thường không vượt quá 65km/h, thích hợp với việc đo đối với mặt đường tương đối bằng phẳng hoặc sử dụng khi nghiệm thu công trình vừa mới hoàn thành. 4.2.2.1. Thiết bị phân tích trắc dọc của mặt đường APL (Analyseur de profilen long): Thiết bị này là một xe đo rơ moóc kéo theo gồm các bộ phận sau: - Bánh xe lăn theo độ lồi lõm của bề mặt đường; - Càng đỡ bánh xe; - Khung giá có lắp lò xo và con lắc dao động quán tính với tần số thấp; - Rơ moóc được kéo theo ở những tốc độ khác nhau, thông thường từ 20km/h đến 70km/h tùy theo loại mặt đường. Con lắc quán tính để tạo ra một hệ nằm ngang chuẩn. Thông qua việc đo chuyển vị góc của càng đỡ bánh xe so với con lắc quán tính nằm ngang bằng máy tính và xử lý theo tốc độ đo, sẽ tính ra được chuyển vị thẳng đứng của bánh xe lăn trên bề mặt đường. Kết quả đo thử độ bằng phẳng của đường trên thế giới cho thấy thiết bị APL có thể dùng cho mặt đường có độ bằng phẳng khác nhau (bao gồm cả đối với đường có độ bằng phẳng kém). Hình 4.2 – Sơ đồ nguyên lý của máy APL 55 4.2.2.2. Thiết bị đo mặt cắt kiểu không tiếp xúc: Hai loại thiết bị đo mặt cắt nói trên thuộc loại hệ thống đo kiểu cơ học. Để cải tiến, hiện đã xuất hiện một số phương án thiết bị đo độ bằng phẳng mà không cần bánh lăn theo kiểu tiếp xúc. Chẳng hạn như các phương án dùng ánh sáng, âm thanh, hồng ngoại tuyến, Các loại thiết bị này hiện còn đang được nghiên cứu thử nghiệm. Hình 4.3 thể hiện sơ đồ thiết bị truyền cảm di động theo phương thức kích quang kiểu TRRL (Transport and Roand Research Laboratory). Thiết bị Hawkeye 1000 Digital Laser Profiler có thể đo được cả độ bằng phẳng và độ nhám bằng tia laser cảm ứng. Hình 4.3 - Sơ đồ nguyên tắc của thiết bị truyền cảm di động kiểu không tiếp xúc. Hình 4.4 - Thiết bị Hawkeye 1000 Digital Laser Profiler 56 Hình 4.6 - Đo độ bằng phẳng bằng thước 3m Hình 4.5. Sơ đồ con nêm và thước thẳng 3m 4.2.2.3. Phương pháp dùng thước thẳng dài 3,0m (theo TCVN8864-2011):  Khái niệm: Thước thẳng dài 3,0 m là phương thức cơ bản nhất trong các loại thiết bị đo mặt cắt có mặt đo tương đối chuẩn. Đặt thước 3,0 m tại dải vệt bánh, đo khe hở giữa cạnh thước thẳng và bề mặt đường để xác định tình trạng lồi lõm theo hướng dọc của mặt đường.  Dụng cụ đo: - Thước thẳng:  Thường được chế tạo bằng kim loại không rỉ, dài 3,0 m. Thước phải thẳng, nhẹ, đủ cứng không bị biến dạng trong quá trình thử nghiệm và có đánh dấu tại các điểm đo cách nhau 50 cm tính từ đầu thước.  Về vật liệu, nên chế tạo bằng thước hợp kim nhôm hay có thể dùng loại gỗ tốt (chắc, khô, không cong, không vênh). - Con nêm: Thường được chế tạo bằng kim loại không rỉ và ít bị mài mòn, hình tam giác có khắc dấu 6 giá trị chiều cao: 3mm, 5mm, 7mm, 10mm, 15mm và 20mm để nhanh chóng đọc được trị số khe hở (mm) giữa mặt đường và cạnh dưới của thước thẳng 3 mét.  Phương pháp đo: - Trên bề mặt các lớp cấu tạo mặt đường (móng hay mặt đường) tại trắc ngang cần kiểm tra, đặt thước dài 3,0 m song song với trục đường ở 3 vị trí: giữa tim đường, ở bên phải và bên trái tim đường và cách mép đường 1 m để đo độ bằng phẳng; - Dọc theo thước, cứ cách mỗi khoảng 0,5 m kể từ đầu thước, đo khe hở giữa cạnh dưới thước với mặt đường bằng cách đẩy nhẹ nhàng nêm vào khe hở để đọc trị số khe hở tương ứng. Các khe hở này được lấy tròn theo các trị số 3 mm, 5 mm, 7 mm, 10mm, 15 mm và 20 mm. Tổng số khe hở với mỗi lần đặt thước đo là 7; 57 - Ghi kết quả đo được ở mỗi vị trí vào sổ ghi.  Đánh giá: - Với mỗi đoạn đường so sánh các tổng số khe đã đo với tiêu chuẩn đã quy định để đánh giá chất lượng về độ bằng phẳng hình học của lớp cấu tạo mặt đường (lớp móng hay lớp mặt) được kiểm tra. Bảng 4.1 - 4.2.3. Thiết bị đo thuộc loại phản ứng Loại thiết bị đo độ bằng phẳng này sẽ ghi lại được phản ứng ở trạng thái động của hệ thống máy móc ô tô khi xe chạy trên mặt đường không bằng phẳng với một tốc độ nhất định nào đó. Đó là một cách đánh giá gián tiếp, kết quả đo sẽ thay đổi tùy theo đặc tính của hệ thống máy móc và tùy theo tốc độ xe chạy. Các loại hiện đang được sử dụng rộng rãi gồm có các thiết bị đo độ bằng phẳng đường ô tô với các thiết bị tích lũy độ xóc. Các loại này sẽ đo tổng chuyển dịch thẳng đứng tích lũy giữa trục sau của ô tô (hoặc giữa bánh của xe một bánh kéo theo) đối với thân xe hoặc khung xe. Trị số đo được biểu thị bằng m/km hoặc số lần xóc/km. Trị số độ gồ ghề (Rough Index). 58 4.2.4. Trị số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index) 4.2.4.1. Tổng quan: Căn cứ vào kết quả và loại thiết bị đo khác nhau sẽ có nhiều cách biểu thị chỉ tiêu độ bằng phẳng của mặt đường. Chẳng hạn như: chênh lệch tiêu chuẩn của khe hở giữa thước thẳng và mặt đường; số ghi độ xóc tích lũy RBI Các chỉ tiêu này đều có những hạn chế nhất định khi biểu thị đồ bằng phẳng và khi sử dụng trên thực tế (khó thống nhất về quan niệm). Để ứng dụng các thiết bị kiểu tạo phản ứng vào việc đo nhanh cả mạng lưới đường và tìm mối liên hệ tương quan giữa các trị số đo gián tiếp thu được với mặt cắt thực của đường, từ năm 1982, dưới sự bảo trợ của LHQ, nhóm nghiên cứu quốc tế gồm Braxin, Anh, Pháp, Mỹ, Bỉ đã thông qua các thử nghiệm về độ bằng phẳng của đường để đưa ra khái niệm chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI của mặt đường. Ưu điểm nổi bật của chỉ số IRI ở chỗ nó là một số đo ổn định theo thời gian và có thể chuyển đổi được với số đo trắc dọc tuyệt đối của đường trên một vệt bánh xe. Việc sử dụng IRI trên toàn thế giới làm cho yếu tố hòa nhập giữa các nước trên thế giới trở nên dễ dàng hơn. Các thiết bị đo loại này có thể là Dipstick, Profile Beam hoặc các loại thiết bị khác có tính năng tương tự. Bảng 4.2 – Thiết bị Dipstick 4.2.4.2. Khái niệm: IRI là một số đo được tính bằng m/km của mặt cắt dọc đường trên một vệt bánh xe (đã được xác định biến dạng dọc), biểu thị phản ứng của ô tô chuẩn “golden car” khi xe chạy với tốc độ 80km/h (50mph) với việc sử dụng mô hình mô phỏng 1/4 xe. 59 Độ gồ ghề của mặt đường là độ lệch của mặt đường so với mặt phẳng chuẩn; độ lệch này được thể hiện bằng kích thước đặc trưng ảnh hưởng đến đặc tính động lực của xe, đến chất lượng xe chạy. Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index): Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (m/km) là chỉ số được tính trên cơ sở số đo mặt cắt dọc của đường, bằng cách sử dụng mô phỏng “một phần tư xe” với tốc độ mô phỏng chạy xe 80 km/h. Độ bằng phẳng mặt đường theo IRI (Roughness by International Roughness Index): Độ bằng phẳng mặt đường được biểu thị theo IRI. Đơn vị của IRI thường sử dụng là m/km và có giá trị từ 0 (m/km) đến 20 (m/km). Mặt đường càng kém bằng phẳng, IRI càng lớn. 4.2.4.3. Phương pháp đo độ bằng phẳng theo IRI:  Phương pháp đo gián tiếp: là phương pháp đo không đưa ra trực tiếp giá trị IRI của toàn bộ tuyến đường. Việc xác định độ bằng phẳng IRI được xác định gián tiếp thông qua phương trình thực nghiệm được thiết lập trên cơ sở quan hệ giữa giá trị IRI và giá trị độ xóc đo được trên các đoạn đường ngắn chọn trước gọi là các đoạn định chuẩn.  Phương pháp đo trực tiếp: là phương pháp đo đưa ra trực tiếp giá trị IRI của toàn bộ tuyến đường thí nghiệm. Do tốc độ đo nhanh và cơ động nên phương pháp này thích hợp với việc đo độ bằng phẳng theo IRI trên đường cấp cao. Hình 4.7 - Đo trực tiếp IRI Hiện nay, việc đo IRI trên đường thường được thực hiện bằng phương pháp đo gián tiếp. Phương pháp đo gián tiếp phải sử dụng kết hợp 2 loại thiết bị: thiết bị đo mặt cắt dọc chuyên dụng và thiết bị đo xóc kiểu phản ứng. Các thiết bị đo xóc kiểu phản ứng có ưu điểm là tốc độ nhanh, nhưng không đưa ra trực tiếp giá trị IRI mà chỉ đưa ra giá trị độ xóc. Ngược lại, các thiết bị đo mặt cắt dọc chuyên dụng có tốc độ chậm nhưng lại đưa ra giá trị IRI của đoạn đo. 60 Những thông số của thiết bị gây ảnh hưởng tới giá trị IRI cần lưu ý trong quá trình đo là: tổng tải trọng xe, áp lực hơi của bánh xe đo, tốc độ xe đo. Chỉ số IRI có giá trị trong khoảng 0 – 20. IRI càng cao thì mặt đường càng kém bằng phẳng. Hình 4.8 – Những giá trị thường thấy của chỉ số IRI 4.2.4.4. Tiêu chuẩn đánh giá:  Với đường xây dựng mới: Độ bằng phẳng mặt đường bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu trong vòng 1 năm từ khi làm xong mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng với giá trị IRI yêu cầu tuỳ thuộc vào cấp đường (TCVN 4054, TCVN 5729) như sau: Bảng 4.3  Với đường cải tạo, nâng cấp, tăng cường: Độ bằng phẳng mặt đường bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu trong vòng 1 năm từ khi làm xong mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng với giá trị IRI yêu cầu tuỳ thuộc vào cấp đường (TCVN 4054, TCVN 5729): 61 Bảng 4.4  Chất lượng mặt đường theo chỉ tiêu IRI phục vụ cho công tác quản lý, lập kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô: Tình trạng mặt đường được phân thành 4 cấp: tốt, trung bình, kém và rất kém với giá trị IRI tuỳ thuộc vào loại mặt đường và cấp đường như sau: 62 4.3. Đánh giá năng lực chống trơn trượt của mặt đường 4.3.1. Khái niệm  Khả năng chống trơn trượt của mặt đường: - Khả năng chống trơn trượt của mặt đường phản ánh tính năng sử dụng của mặt đường về 63 mặt an toàn chạy xe. - Khả năng chống trơn trượt của mặt đường có thể được đánh giá bằng cách thông qua điều tra phân tích các tai nạn trơn trượt, thông qua điều tra quan sát bề ngoài và thông qua việc đo các đặc trưng chống trơn trượt của mặt đường. Thông thường hay dùng cách đo xác định các đặc trưng chống trơn trượt của bề mặt đường.  Độ nhám: - Với vật liệu lớp phủ mặt, độ nhám bề mặt rất quan trọng để đảm bảo sự kháng trượt khi xe chạy tốc độ cao trong điều kiện ẩm ướt. Độ nhám bề mặt của đường bao gồm 2 thành phần đóng góp và khả năng kháng trượt của mặt đường. - Độ nhám vi mô là độ nhám thô ráp của bề mặt hạt cốt liệu lộ trên mặt đường. Khả năng duy trì độ nhám vi mô của một cốt liệu dưới tác dụng của xe cộ tùy thuộc chủ yếu vào thuộc tính chịu mài mòn của cốt liệu. Độ nhám vi mô là yếu tố ưu thế trong việc cung cấp khả năng kháng trượt khi xe chạy tốc độ thấp (<50km/h) trên mặt đường ẩm ướt vì nó làm lốp xe ấn sâu vào màng nước trên bề mặt ráp của cốt liệu. Điều cốt lõi là lực căng bề mặt của nước bị triệt giảm, màng nước bị phân tán và lốp xe duy trì được độ bám dính với mặt đường. - Độ nhám vĩ mô được tạo nên bởi thế nằm, kích cỡ và hình dạng của các hạt cốt liệu ở bề mặt đường. Chức năng của độ nhám vĩ mô là tạo các khe thoát nước, nó cho phép phân tán nước mặt ở phía trước và xung quanh lốp xe. Công dụng của độ nhám vĩ mô là đảm báo cho sức kháng trượt được duy trì cả khi xe chạy với tốc độ thấp cũng như khi xe chạy với tốc độ cao. Hình 4.9 - Độ nhám vi mô và độ nhám vĩ mô Các phương pháp thí nghiệm để kiểm tra đánh giá chất lượng chống trơn trượt của mặt đường được chia thành 2 nhóm: - Nhóm thiết bị thí nghiệm xác định cấu trúc nhám bề mặt đường; - Nhóm thiết bị xác định sức kháng trượt khi xe chạy trên đường. 64 4.3.2. Các phương pháp thí nghiệm đánh giá cấu trúc nhám mặt đường 4.3.2.1. Phương pháp ″Rắc cát″ theo TCVN 8866-2011  Nguyên lý đo: - Một lượng cát có thể tích V = 25cm3, cỡ hạt 0,15 – 0,30mm khô sạch đựng trong một hộp hình trụ kim loại (đường kính trong 20mm, chiều cao 79,5mm) có đáy được đổ ra trên mặt đường khô ráo đã được quét sạch bằng chổi mềm. - Dùng một bàn xoa dạng đĩa dẹt hình tròn (đường kính 65mm) đáy bằng cao su xoa cát theo một chiều dạng vòng tròn nhằm san bằng cát, sao cho tạo thành một vệt hình tròn để lấp đầy cát vào các lỗ của bề mặt đường đến mức ngang bằng với đá. - Dùng thước dài đo ít nhất 4 đường kính đại diện của mảng cát đã xoa, gồm có đường kính lớn nhất, nhỏ nhất và trung gian. Tính đường kính trung bình của mảng cát thí nghiệm, lấy tròn đến mm để làm trị số tính toán.  Xác định độ nhám: - Độ nhám của mặt đường tại mỗi vị trí thử nghiệm (hi), tính bằng milimét, chính xác tới 2 chữ số thập phân, theo công thức sau: Độ nhám bề mặt biểu thị bằng giá trị chiều sâu trung bình h: 2 40 i xV h xD  (4.1) Trong đó: hi – độ nhám mặt đường (chiều sâu cấu trúc vĩ mô) tại vị trí thử nghiệm thứ i, mm; V – thể tích cát, m3; d – đường kính trung bình vòng tròn cát, cm; - Độ nhám của đoạn mặt đường được xem là đồng nhất, được tính theo công thức sau: itb h H n   (4.2) Trong đó: Htb là độ nhám (chiều sâu cấu trúc vĩ mô trung bình) của đoạn đường, mm; n là số điểm thử nghiệm trên đoạn mặt đường đồng nhất. 65 Hình 4.10 - Thí nghiệm rắc cát  Tiêu chuẩn quy định về chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mô của mặt đường đo bằng phương pháp rắc cát: Bảng 4.5  Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: đơn giản, thiết bị không phức tạp; - Nhược điểm: năng suất thấp, kết quả phụ thuộc vào thao tác của người thí nghiệm, khó làm đối với mặt đường ít nhám. 4.3.2.2. Thiết bị đo cấu trúc bề mặt MTM (mini Texture Meter): Là thiết bị đo liên tục giá trị chiều sâu mặt đường trên cơ sở công nghệ laser nhằm khắc phục các nhược điểm của phương pháp rắc cát. Chùm tia laser màu đỏ được phóng ra trên mặt đường và sự phản hồi của các tia được thu nhận bởi các đi ốt nhậy cảm, trên cơ sở đó xác định được khoảng cách từ bộ nhạy đến mặt đường và chiều sâu lớp mặt đường được tính toán từ hàng loạt các lượt đo như vậy. Mặt đường khi được đo phải khô và sạch. 66 Hình 4.11 - Nguyên lý đo chiều sâu cấu trúc (độ nhám vĩ mô) bằng thiết bị laser. 4.3.3. Đo xác định hệ số sức cản ma sát của mặt đường Có rất nhiều phương pháp đo xác định hệ số sức cản ma sát. 4.3.3.1. Phương pháp đo cự ly hãm xe: Khi bánh xe bị phanh hãm hoàn toàn, tiến hành đo xác định tốc độ V1 và V2 tại 2 điểm bánh xe trượt qua, đo cự ly x và sử dụng nguyên lý bảo toàn công sẽ có thể xác định được hệ số sức cản ma sát trung bình fd trong khoảng cự ly đó. 2 2 1 2 2 . d V V f g x   (4.3) Phương pháp này có nhược điểm là khi đo gây ảnh hưởng đến giao thông trên đường và không an toàn. 4.3.3.2. Phương pháp hãm bánh xe rơ mooc kéo theo: Một rơ mooc có lắp một bánh lốp tiêu chuẩn do một xe kéo theo, cho xe này chạy với một tốc độ nhất định và hãm bánh xe rơ mooc rồi đo lực fbcần thiết để làm chuyển động rơ mooc khi bánh của nó bị hãm chặt hoàn toàn. Chia fb cho tải trọng hữu hiệu trên bánh P sẽ tìm được trị số hệ số cản ma sát fb: bb F f P  (4.4) 67 4.3.3.3. Phương pháp dùng rơ mooc kéo theo có bánh chuyển động lệch: Hình 4.12 - Rơ mooc kéo theo có bánh chuyển động lệch Rơ mooc có lắp 2 bánh thí nghiệm. Mặt bằng của lốp lệch một góc α = 7,5 – 20 so với phương chuyển động của xe. Khi xe chạy về phía trước, bánh xe thí nghiệm sẽ theo xe chuyển dịch trượt về phía trước, trên bánh sẽ chịu tác dụng một lực bên fl. Cho góc chuyển động lệch thay đổi sẽ đo được các lực bên khác nhau và sẽ có một trị số lực bên lớn nhất. Tỷ số giữa trị số lực bên lớn nhất này với tải trọng hữu hiệu P được gọi là hệ số sức cản ma sát theo hướng bên: LL F f P  (4.5) Phương pháp này không cần phanh bánh xe, khi đo không ảnh hưởng đến giao thông trên đường, đồng thời có thể đo liên tục, tốc độ khá nhanh. 4.3.3.4. Phương pháp xác định sức kháng trượt bề mặt bằng “con lắc Anh” (British pendulum tester):  Nguyên lý: - Một con lắc có khối lượng P = 1500 ± 30g, mặt dưới có gắn một tấm trượt bằng cao su tiêu chuẩn (6,35 x 25,4 x 76,2 mm) rơi từ một độ cao xác định H = 411 ± 5mm và trượt trên bề mặt đường ẩm ướt với chiều dài trượt không đổi L = 125±2mm, sau đó con lắc sẽ văng lên tới một độ cao h. - Tùy thuộc vào tính trạng nhám bề mặt khác nhau mà tổn thất năng lượng của con lắc cũng khác nhau, dẫn đến chiều cao văng lên h thay đổi. Một chiếc kim đo kéo theo nhằm xác định chiều cao văng h của con lắc thông qua bảng chia độ. Số đọc của kim đo trên bảng chia độ được ký hiệu là chỉ số SRT (Skid Resistance tester). - Thí nghiệm con lắc Anh nhằm xác định sức kháng trượt của mặt đường tương ứng với 68 điều kiện xe chạy trên đường ẩm ướt với tốc độ 50km/h. Hình 4.13 – Thiết bị con lắc Anh Hình 4.14 – Xác định độ nhám bằng phương pháp Con lắc Anh  Giá trị độ nhám tối thiểu cho phép của đường (SRT) đo bằng thiết bị con lắc: Bảng 4.6 69 4.4. Đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường: Các phương pháp đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường có thể phân làm hai loại: phương pháp phá hoại và không phá hoại kết cấu. 4.4.1. Phương pháp phá hoại kết cấu: Theo phương pháp này người ta tiến hành khoan lấy mẫu trong các lớp kết cấu của mặt đường rồi thông qua các thí nghiệm trong phòng để xác định các thông số tính toán, từ đó dự báo năng lực chịu tải của kết cấu. Do không thể lấy quá nhiều mẫu trên mặt đường nên các thông số phản ánh tình trạng mặt đường thông qua các thí nghiệm mang tính cục bộ nhất định. 4.4.2. Phương pháp đánh giá không phá hoại kết cấu Đánh giá theo phương pháp không phá hoại thường được tiến hành bằng cách đo độ võng trên bề mặt đường để dự tính năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường. Thiết bị đo độ võng thường dùng có một số loại sau đây: 4.4.2.1. Thiết bị đo độ võng ở trạng thái tĩnh: Thiết bị này đo độ võng đàn hồi (bánh xe rời khỏi đầu đo) hoặc đo tổng độ võng (bánh xe di chuyển hướng tới đầu đo) ở bề mặt đường dưới bánh xe chuyển động chậm. Thiết bị thường dùng nhất là cần đo Benkenman. Phương pháp đo độ võng đàn hồi bằng cần đo Benkenman theo TCVN 8867-2011:  Thiết bị và dụng cụ: - Cần đo võng: Cần đo võng Benkelman phải có chiều dài từ gối tựa phía trước đến mũi đo ít nhất là 2,0 m và có tỷ lệ cánh tay đòn cần đo không được nhỏ hơn 2:1. - Xe đo: Xe đo võng là loại xe có trục sau là trục đơn, bánh đôi với khe hở tối thiểu giữa 70 hai bánh đôi là 5 cm, lốp xe thí nghiệm tại trục sau phải còn mới. Các thông số của trục sau xe thí nghiệm chỉ được sai lệch 5% so với tiêu chuẩn quy định: Bảng 4.7  Phương pháp đo: - Cho xe đo tiến vào vị trí đo võng, đặt đầu đo của cần Benkelman tỳ lên mặt đường ở giữa khe hở của cặp bánh đôi trục sau xe đo. Cho thanh cần rung nhẹ, theo dõi kim chuyển vị kế cho tới khi thấy độ võng ổn định (trong 10s kim không chuyển dịch quá 0,01 mm ) thì ghi lấy số đọc ban đầu ở chuyển vị kế (ký hiệu là i0 ). - Cho xe đo chạy chậm lên phía trước với tốc độ khoảng 5 km/h cho đến khi trục sau của bánh xe cách điểm đo ít nhất 5 m, tiến hành gõ nhẹ lên thanh cần để kiểm tra độ nhạy chuyển vị kế. Theo dõi chuyển vị kế cho tới khi thấy độ võng ổn định thì ghi lấy số đọc cuối ở chuyển vị kế (ký hiệu là i5 ). Hiệu số của hai số đọc ở chuyển vị kế nhân với tỷ lệ cánh tay đòn cần đo là trị số độ võng đàn hồi của mặt đường tại điểm đo (ký hiệu là li )...  Xử lý kết quả đo độ võng và tính ra được giá trị mô đun đàn hồi độ võng. Hình 4.15 - Sơ đồ cần Benkenman 71 Hình 4.16 - Đo độ võng đàn hồi bằng cần đo Benkenman 4.4.2.2. Phương pháp đo độ võng đàn hồi bằng thiết bị FWD (Falling Weight Deflectormeter): FWD là một thiết bị đo võng kiểu xung lực, nó có khả năng gây ra một tải trọng động ở dạng xung trên mặt đường nhờ tác dụng của một quả nặng rơi từ độ cao xác định xuống mặt đường. Độ võng của mặt đường do tác dụng của tải trọng động gây ra sẽ được các đầu đo ghi lại. Đó sẽ là cơ sở tính toán mô đun đàn hồi động thông qua các chương trình tính toán chuyên dụng.  Cấu tạo: - Thiết bị đo FWD thông thường là một chiếc rơ mooc kéo theo, được thiết kế để tự động đo theo hành trình đặt trước bằng máy tính. - Nó có các hệ thống kèm theo như:  Hệ thống đo võng;  Hệ thống đo nhiệt độ (xác định nhiệt độ không khí và nhiệt độ mặt đường tại thời điểm đo);  Hệ thống thủy lực (điều khiển các hành trình nâng hạ thiết bị cũng như nâng hạ vật nặng để điều chỉnh chiều cao rơi);  Hệ thống khoan thủy lực (khoan lấy mẫu tại vị trí đo);  Hệ thống đo tải trọng (xác định tải trọng tác dụng lên mặt đường có xét đến bề mặt tiếp xúc giữa mặt đường và tấm đế cao su);  Hệ thống lưu trữ và xử lý số liệu đo (gồm máy tính xách tay, phần mềm chuyên dụng và các cáp nối truyền dữ liệu đo, máy in).  Phương pháp đo: Tại vị trí muốn đo, xe dừng lại và tiến hành theo thứ tự các công việc sau: 72 - Tấm đĩa tải trọng, bộ đệm, hệ đo võng được hạ xuống mặt đường; - Quả búa (vật nặng) được nâng lên đến độ cao quy định, phụ thuộc vào độ lớn của tải trọng yêu cầu; - Quả búa được thả rơi tự do xuống bộ đệm, đĩa tải trọng và truyền lực tác dụng xuống mặt đường; - Hệ đo võng với các đầu đo sẽ tự động ghi lại độ võng mặt đường tại tâm và tại các điểm cách xa tâm để làm cơ sở tính toán mô đun đàn hồi động. Hình 4.17 - Sơ đồ máy đo độ võng dùng vật rơi chấn động Hình 4.18 – Thiết bị FWD 4.5. Trình tự điều tra đánh giá tình trạng mặt đường - Trước tiên nên dựa vào độ bằng phẳng để phân đoạn xem đoạn đường nào cần tiến hành 73 điều tra tình trạng hư hỏng, đoạn nào cần đo năng lực chịu tải của kết cấu và đoạn nào cần xác định khả năng chống trơn trượt; - Sau đó tiến hành đo độ võng, xác định khả năng chống trơn trượt và điều tra tình trạng hư hỏng trên các đoạn đó; - Trên cơ sở các kết quả điều tra, xác định sự cần thiết phải sửa chữa hoặc cải tạo. 4.6. Hệ thống quản lý mặt đường 4.6.1. Tổng quan về hệ thống quản lý mặt đường 4.6.1.1. Khái niệm: Quản lý mặt đường bao gồm tất cả các hoạt động có liên quan đến việc tạo ra và duy trì mặt đường. Các hoạt động này bao gồm công việc quy hoạch, thiết kế, thi công, duy tu bảo dưỡng, quan sát đánh giá trình trạng đường. Nội dung chủ yếu và quan hệ giữa các bộ phận này được biểu diễn như sau: 74 Hình 4.19 - Sơ đồ hoạt động của các bộ phận trong hệ thống quản lý mặt đường 4.6.1.2. Ý nghĩa của việc lập hệ thống quản lý mặt đường: Hệ thống quản lý mặt đường như trên nhằm tạo ra công cụ và phương pháp để trợ giúp cho các cán bộ có trách nhiệm trong các cơ quan quản lý, giúp họ tìm được phương án tốt nhất về chi phí – hiệu quả để tạo ra và duy trì được mặt đường có đủ mức phục vụ trong một thời kỳ nhất định. Mặt đường ô tô là một tài sản có vốn đầu tư lớn, do vậy rất cần phải làm tốt việc quản lý chúng. Để duy trì và cải thiện được mức độ phục vụ và trạng thái mặt đường của lưới đường hiện có đòi hỏi rất tốn kém trong khi nguồn kinh phí luôn hạn hẹp. Sử dụng tốt tiền của có hạn mà vẫn tạo ra được mặt đường có mức phục vụ cao nhất có thể chính là nhiệm vụ mà các cấp quản lý cần ưu tiên giải quyết. 75 Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, xe cộ chạy trên đường và tải trọng ngày càng có xu thế tăng lên, mặt đường ngày càng nhanh chóng bị hư hỏng, nếu không kịp thời duy tu bảo dưỡng và cải tạo thì tình trạng đường sẽ xuống cấp nhanh chóng. Trạng thái đường tốt, xấu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến những người sử dụng đường, ảnh hưởng đến chi phí vận doanh và ảnh hưởng đến việc tiết kiệm tài nguyên năng lượng của xã hội. Do vậy, việc lập ra và hoàn thiện hệ thống quản lý mặt đường là một việc tất yếu. 4.6.1.3. Lợi ích của việc lập hệ thống quản lý mặt đường: - Có thể dùng các số liệu khách quan thu thập được nhờ hệ thống quan trắc đánh giá để thuyết minh rõ hiện trạng đường; - Có thể dùng mô hình dự báo tính năng sử dụng với độ tin cậy nhất định để dự đoán hiệu quả của các giải pháp sửa chữa và cải tạo áp dụng; - Có thể dựa vào các số liệu khách quan để làm căn cứ xin vốn đầu tư, đồng thời có thể luận chứng ảnh hưởng của các mức đầu tư khác nhau đối với mức độ phục vụ của lưới đường và tình trạng đường; - Có thể cung cấp các phương án tối ưu về chi phí hiệu quả nhằm phân vốn và vật tư một cách hợp lý và có hiệu quả; - Có thể đánh giá các phương án thiết kế một cách hợp lý, chọn phương án tối ưu về chi phí hiệu quả; - Có thể dùng các số liệu do hệ thống quan trắc đánh giá thu thập được để khảo sát và đánh giá các phương pháp thiết kế, thi công, sửa chữa, đồng thời dùng chúng làm căn cứ để sửa đổi, soạn thảo quy phạm. 4.6.2. Phân cấp trong hệ thống quản lý mặt đường Hệ thống quản lý mặt đường thường được phân làm 2 cấp: cấp mạng lưới và cấp hạng mục. 4.6.2.1. Cấp mạng luới: Hệ thống quản lý cấp mạng lưới thường bao gồm một khu vực, như mạng lưới đường trong một tỉnh, một thành phố... hoặc một loạt nhiều hạng mục công trình. Nhiệm vụ chủ yếu của nó là cung cấp các cách giải quyết cho các cơ quan quản lý khi đưa ra các quyết định hành chính và các quyết định then chốt, quan trọng. Nhiệm vụ này gồm có: - Quy hoạch lưới đường: xác định các hạng mục làm mới, cải tạo, duy tu, sửa chữa cần thiết phải tiến hành trong mạng lưới đường; - Bố trí kế hoạch: xác định thứ tự ưu tiên của các hạng mục và thời gian thích hợp để tiến hành các hạng mục nói trên; - Dự toán: xác định vốn cho các năm; 76 - Phân phối vật tư, tiền vốn. Hình 4.20 - Sơ đồ các yếu tố cơ bản của hệ thống quản lý mặt đường cấp mạng lưới. 4.6.2.2. Cấp hạng mục: Hệ thống quản lý mặt đường cấp hạng mục có mục tiêu là một hạng mục công trình. Nhiệm vụ chủ yếu của nó là đưa ra các cách giải quyết khi các cơ quan quản lý cần phải có các quyết định kỹ thuật đối với một công trình nào đó nhằm chọn phương án tối ưu về chi phí hiệu quả. Các yếu tố cơ bản của hệ thống quản lý cấp hạng mục và mối quan hệ của nó với hệ thống quản lý cấp mạng lưới được biểu diễn như sơ đồ sau: Hình 4.21 - Sơ đồ biểu diễn các yếu tố cơ bản của hệ thống quản lý mặt đường cấp hạng mục 77 4.6.3. Cơ cấu và các bộ phận hợp thành của hệ thống quản lý mặt đường: Một hệ thống quản lý mặt đường hoàn chỉnh cần có 3 hệ thống con hợp thành: hệ thống quản lý số liệu, hệ thống quản lý cấp mạng lưới và hệ thống quản lý cấp hạng mục. 4.6.3.1. Hệ thống quản lý số liệu: Hệ thống quản lý mặt đường cần phải lập ra trên cơ sở rất nhiều thông tin, cần phải lấy hệ thống số liệu làm chỗ dựa mới có thể đảm bảo được tính khách quan cho các đề xuất. Hệ thống quản lý số liệu do hai bộ phận hợp thành: kho số liệu và hệ thống thu thập số liệu qua quan trắc, đánh giá tình trạng đường. Hệ thống quản lý số liệu thường gồm 4 loại thông tin sau: - Số liệu về thiết kế và thi công: gồm các số liệu về giao thông, cấp hạng đường, số liệu về kích thước hình học, về chiều dày kết cấu mặt đường, vật liệu đã dùng và các kết quả thí nghiệm về tính chất của chúng, tính chất đất nền đường... - Số liệu về duy tu, sửa chữa và cải tạo: các loại hình công tác duy tu sửa chữa và cải tạo đã tiến hành, ngày tháng năm thực hiện và chi phí thực hiện,... - Số liệu về tính năng sử dụng chủ yếu: chất lượng xe chạy (độ bằng phẳng hay chỉ số năng lực phục vụ); tình hình hư hỏng mặt đường; năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường và các số liệu về ATGT. Các số liệu này có được nhờ thu thập định kỳ. - Các số liệu khác: các số liệu có liên quan về môi trường (mưa, nhiệt độ,...), về đơn giá vật liệu... 4.6.3.2. Hệ thống quản lý cấp mạng lưới: Hệ thống quản lý cấp mạng lưới thường do các bộ phận sau hợp thành: - Đánh giá tình trạng đường: các số liệu về tình trạng đường thu thập được thông qua những quan trắc đánh giá cần được xếp vào các cấp hoặc cho điểm. Thường phải dựa vào các đặc trưng nhiều mặt để biểu thị trạng thái đường đang tồn tại: tình trạng hư hỏng, độ bằng phẳng, năng lực chịu tải của kết cấu và năng lực chống trơn trượt. - Mô hình dự tính tính năng sử dụng: mô hình này xác lập mối quan hệ biến đổi các đặc trưng về tính năng sử dụng của tình trạng đường theo thời gian (hoặc theo lưu lượng giao thông) sau khi đã chọn một giải pháp duy tu, sửa chữa hoặc một giải pháp cải tạo nào đó đối với một trạng thái mặt đường nhất định nào đó. Mô hình này giúp ta so sánh được các phương án đối sách đưa ra, từ đó lựa chọn được phương án tối ưu. - Các tiêu chuẩn về tính năng sử dụng và các đối sách sửa chữa, cải tạo: căn cứ vào yêu cầu sử dụng, vào sự phân tích kinh tế và các điều kiện kinh tế để quy định các tiêu chuẩn về tính năng sử dụng của mặt đường cho mạng lưới đường. Khi các tính năng sử dụng của mặt 78 đường không phù hợp với yêu cầu này thì cần phải chọn các giải pháp sửa chữa hoặc cải tạo để khôi phục tình trạng đường đến trạng thái có thể tiếp nhận được. - Mô hình các chi phí: thường bao gồm 3 thành phần: chi phí xây dựng, chi phí duy tu sửa chữa và chi phí của người sử dụng đường (chi phí vận hành, chi phí cho thời gian hành trình, các chi phí khác do xe cộ phải chịu khi sử dụng đường). - Thứ tự ưu tiên hoặc tối ưu hóa: mục tiêu chính của việc lập ra hệ thống quản lý là nhằm cung cấp đối sách sửa chữa và cải tạo mạng lưới đường một cách tối ưu. Các đối sách này có thể khiến cả mạng lưới đường duy trì được tình trạng đường (mức độ phục vụ) cao nhất trong điều kiện dự toán bị hạn chế, hoặc có thể khiến vốn đầu tư cần cho cả mạng lưới đường sẽ ít nhất trong điều kiện đáp ứng được các tiêu chuẩn về tính năng sử dụng. Hình 4.22 - Sơ đồ hệ thống quản lý cấp mạng lưới 4.6.3.3. Hệ thống quản lý cấp hạng mục: Các bộ phận hợp thành hệ thống quản lý cấp hạng mục về cơ bản giống như hệ thống quản lý cấp mạng lưới. Do nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống quản lý cấp hạng mục là nhằm cung cấp những phương án cải tạo tối ưu về chi phí – hiệu quả trong thời kỳ phân tích đã cho đối với các hạng mục công trình đã được hệ thống quản lý cấp mạng lưới xác định, nên nó cần phải thu thập được các số liệu tỷ mỷ hơn và kết hợp chặt chẽ hơn với tình hình tại địa phương và cần phải phân tích các năng lực phục vụ cụ thể hơn. 79 Hình 4.23 - Sơ đồ hệ thống quản lý cấp hạng mục