Một số hạn chế khi sử dụng tiêu chuẩn 22TCN 211-06 thiết kế áo đường mềm

Hiện nay, các hư hỏng mặt đường ngày càng tăng, ngay cả đường vừa đưa vào khai thác, đang thu hút sự quan tâm của ngành giao thông vận tải và xã hội. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hư hỏng kết cấu áo đường, một trong số các nguyên nhân đó là do sai sót trong công tác thiết kế. Bài viết trao đổi một số hạn chế khi sử dụng tiêu chuẩn 22TCN 211-06 để thiết kế kết cấu áo đường mềm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số hạn chế khi sử dụng tiêu chuẩn 22TCN 211-06 thiết kế áo đường mềm NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI MỘT SỐ HẠN CHẾ KHI SỬ DỤNG TIÊU CHUẨN 22TCN 211- 06 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM SOME RESTRICTIONS WHEN USING SPECIFICATION FOR FLEXIBLE PAVEMENT DESIGN 22TCN 211- 06 Võ Bá Huy1 Tóm tắt: Hiện nay, các hư hỏng mặt đường ngày càng tăng, ngay cả đường vừa đưa vào khai thác, đang thu hút sự quan tâm của ngành giao thông vận tải và xã hội. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hư hỏng kết cấu áo đường, một trong số các nguyên nhân đó là do sai sót trong công tác thiết kế. Bài báo trao đổi một số hạn chế khi sử dụng tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 để thiết kế kết cấu áo đường mềm. Từ khóa: Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm, 22TCN 211 - 06, thiết kế áo đường. Abstract: Nowadays, the increasing pavement distress, including roads that have just been put into operation, are attracting the attention of transportation industry and society. There are many causes of pavement distress, one of which is due to design errors. The paper discusses some of the limitations when using standard 22TCN 211 - 06 to design flexible pavement structure. Keywords: Specification for flexible pavement design, 22TCN 211 - 06, design of flexible pavement. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, ở nước ta đang lưu hành song song hai tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm là 22TCN 211 - 06 và 22TCN 274: 2001, trong đó 22TCN 211 - 06 được sử dụng hầu hết ở các dự án có vốn đầu tư công. Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 quy định các yêu cầu về thiết kế cấu tạo và tính toán cường độ áo đường mềm trên đường ô tô cao tốc, đường ô tô các cấp hạng, đường đô thị, đường ô tô chuyên dụng, trong cả trường hợp áo đường làm mới và nâng cấp, kết cấu áo đường trên phần lề có gia cố và kết cấu áo đường trên các đường bên bố trí dọc các đường cao tốc hoặc dọc các đường ô tô cấp I, cấp II. Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 dựa trên lý thuyết hệ đàn hồi nhiều lớp chịu tải trọng phân bố trên vòng tròn có diện tích tương đương diện tích tiếp xúc của vệt bánh xe lên mặt đường. Tiêu chuẩn này kiểm toán kết cấu áo đường theo 3 trạng thái giới hạn: độ võng đàn hồi cho phép trên bề mặt kết cấu áo đường, chịu cắt trượt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết, chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu liền khối. Sau gần 15 năm áp dụng tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 để thiết kế kết cấu áo đường mềm, bên cạnh nhiều ưu điểm như sử dụng đơn giản, dễ thiết kế, phương pháp thí nghiệm các thông số vật liệu phục vụ công tác tính toán thiết kế đơn giản, cũng đã xuất hiện các hạn chế trong thiết kế. Đây cũng là một trong những nguyên nhân gây ra các hư hỏng đường ô tô như nứt (nứt lưới, nứt đơn, nứt phản ánh), hư hỏng bề mặt bê tông nhựa (chảy, đẩy trồi, dồn nhựa, bong tróc, bong bật), hư hỏng lớp mặt bê tông nhựa (ổ gà, nứt vỡ mép) và biến dạng mặt đường bê tông nhựa (lún lõm, lồi lõm theo hướng xe chạy, lượn sóng, lún vệt bánh xe). Các hư hỏng và biến dạng trên xuất hiện với mật độ cao tại nhiều công trình đường như Quốc lộ 53 (Vĩnh Long - Trà Vinh), cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi… làm giảm chất lượng khai thác công trình và tăng cao chi phí bảo dưỡng, sửa chữa. Thoâng tin KH - GD Tröôøng Ñaïi hoïc Xaây döïng Mieàn Taây 63 NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI 2. Một số hạn chế của Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 Thiết kế áo đường mềm 2.1. Chỉ dẫn thiết kế cấu tạo Khi thiết kế áo đường mềm theo 22TCN 211 - 06, chỉ dẫn thiết kế cấu tạo bị hạn chế trong các loại vật liệu thông thường như cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên, đá dăm nước, bê tông nhựa thường, thấm nhập nhựa, láng nhựa. Các loại vật liệu mới như bê tông nhựa polymer, hỗn hợp nhựa matic đá dăm, bê tông nhựa tái chế, lớp phủ tạo nhám siêu mỏng, các loại phế thải công nghiệp… chưa được đề cập cụ thể và chưa có thông số tham khảo khi thiết kế theo bảng C -1 và bảng C -2 của phụ lục C [1]. Thiết kế cấu tạo cho đường có quy mô giao thông lớn, đường có tải trọng đặc biệt nặng hay đường cao tốc chưa được tính đến đầy đủ, tiêu chuẩn chưa kiến nghị loại kết cấu áo đường được sử dụng và nguyên tắc thiết kế các lớp kết cấu áo đường này. 2.2. Tính toán đổi trục và lưu lượng xe thiết kế Trong công tác điều tra, tính toán xe phục vụ thiết kế, tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 kiến nghị sử dụng các đặc trưng của tải trọng tính toán tiêu chuẩn gồm P = 100kN hoặc P = 120kN. Trong điều kiện riêng, tư vấn thiết kế phải tự điều tra thông qua chứng chỉ xuất xưởng của xe hoặc cân đo để xác định được áp lực tính toán lên mặt đường và đường kính vệt bánh xe (p và D) tương ứng với trục đơn nặng nhất để dùng làm thông số tính toán. Tuy vậy, hiện nay nhiều tuyến đường đã xuất hiện rất nhiều các loại xe siêu trường, siêu trọng, xe chở quá tải, vì thế việc điều tra xe qua chứng chỉ xuất xưởng không cho kết quả đáng tin cậy, mặt khác việc chặn xe trên các tuyến đường trục chính, quốc lộ đem đi cân đo để xác định được các đặc trưng nêu trên là rất khó khăn trong thực tế. 2.3. Lựa chọn giá trị tính toán ban đầu Theo 22TCN 211 - 06, việc kiểm toán độ võng đàn hồi cho phép trên bề mặt kết cấu áo đường xem có thoả mãn hay không dựa vào mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu nền áo đường Ech. Kết cấu được xem là đủ cường độ khi trị số Ech lớn hơn hoặc bằng trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc nhân thêm với một hệ số dự trữ cường độ về độ võng Kdvcd (Ech ≥ Eyc × Kdvcd) . Thông qua các tỷ số giữa bề dày hoặc mô đun đàn hồi của lớp vật liệu trên và lớp vật liệu dưới quy đổi t, k, tính toán được trị số mô đun đàn hồi trung bình có tính đến hệ số hiệu chỉnh Etb dc, từ đó tra toán đồ xác định được Ech. Như vậy, việc lựa chọn mô đun đàn hồi E đầu vào của từng lớp vật liệu quyết định được bề dày lớp vật liệu đó cũng như tổng bề dày của kết c ...