Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 SỰ CẦN THIẾT VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ĐƯỜNG ÔTÔ. Hàng năm khối lượng vận chuyển hàng hóa không ngừng tăng lên, lượng xe chạy càng nhiều, tỉ lệ xe nặng càng lớn, do đó đường sá và công trình trên đường càng chịu tác dụng nhiều của tải trọng xe. Hơn nữa, các yếu tố khí hậu thường xuyên tác dụng lên công trình đường sá làm cho chất lượng đường 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 tốt 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 nhân tố thiên nhiên. Với khí hậu nhiệt đới và xích đạo, 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 sẽ sớm hay muộn phải trả giá bằng những chi phí lớn hơn rất nhiều vì phải sửa chữa lớn hoặc xây dựng lại. Một công trình nghiên cứu của Ngân hàng thế giới (WB) đã ước tính phải cần 90 tỷ USD là ít nhất để đủ chi phí cho sửa chữa và giữ gìn được hệ thống đường ô tô của 85 nước đã vay nợ của WB để làm đường (Hệ thống đưòng ôtô này chỉ kể đến những tuyến đường chính yếu: 1.000.000 km mặt đường nhựa và 800.000 km mặt đường chưa được xử lý bằng nhựa - tính đến 1985). Trong hệ thống đường ô tô của 85 nước kể trên, 1/4 các tuyến đường nhựa và 1/3 các tuyến đường chưa được xử lý bằng nhựa phải xây dựng lại vì chúng đã hư hỏng tới mức chỉ còn có giải pháp này mà thôi. Chi phí xây dựng lại ước tính cần 45 tỷ USD trong khi đó nếu được chăm sóc định kỳ chu đáo (và cũng có thể được tăng cường khi cường độ vận chuyển tăng) sẽ chỉ tuỳ theo từng tuyến đường phải chi ít đi từ ba đến năm lần, khoảng chừng gộp lại hết 12 tỷ USD, mà lại còn ngăn chặn được sự lên giá của việc khai thác xe cộ; Ngoài ra 30% các tuyến đường nhựa của các nước kể trên cần phải được tăng cường ngay hoặc trong vòng những năm rất gần đây. Chi phí tích dồn lại của cả nhiệm vụ tăng cường và nhiệm vụ duy tu bảo dưỡng thường xuyên chu đáo sẽ tốn 40 đến 45 tỷ USD trong vòng 10 năm sắp tới, thành ra tổng cộng hoá đơn chi trả sẽ lên tới 90 tỷ USD. Nếu các nước nói trên không cải tiến cách quản lý những hệ thống đường ô tô của mình thì cuối cùng chi phí khôi phục lại sẽ dễ dàng tăng lên gấp hai hoặc ba lần, và chi phí mà những người sử dụng đường ô tô phải trả còn có thể tăng thêm hơn nhiều. 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 ba lý do: a) Tốn 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: 1 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Những người sử dụng đường phải lái xe trên những đường xấu chịu những tổn thất lớn hơn nhiều. Sau nữa, 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. b) 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 rất quan trọng là phải nhận biết được kịp thời nhu cầu cần sửa chữa. c) Những đơn vị quản lý đường ô tô thường không phải gánh chịu những hậu quả của việc bảo dưỡng sửa chữa làm còn thiếu sót do không phải chịu sức ép từ phía các tổ chức xã hội đòi hỏi phải cải thiện tình hình đường sá. Vì thiếu những luồng dư luận đòi hỏi và chưa lường hết được tính chất nghiêm trọng của bài toán, cho nên ở nhiều nước nhiệm vụ duy tu bảo dưỡng không được chiếm một thứ bậc cao trong các mục tiêu của ngân sách. Công trình nghiên cứu này của Ngân hàng thế giới cho thấy một bức tranh bi thảm về những hậu quả của việc xem nhẹ vai trò của công tác quản lý, bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô. Ở một số nước đang phát triển hiện nay đang tái diễn cái vòng luẩn quẩn sau: - Nhờ vốn vay nước ngoài để làm mới; - Để chất lượng suy giảm đến mức hư hỏng trầm trọng vì thiếu sự bảo dưỡng sửa chữa cần thiết; - Lại phải làm lại hết sức tốn kém nhờ vào vốn nước ngoài. Như vậy, điều quan trọng được đúc rút ra là cần phải phá vỡ cái vòng luẩn quẩn nguy hại này và phải dành những sự quan tâm, những khoản chi phí cần thiết để bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đường ô tô của mình một cách đúng đắn. 1.2 HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐƯỜNG BỘ VIỆT NAM Đặc thù của lãnh thổ Việt Nam là hẹp và kéo dài từ Bắc vào Nam, nước ta có 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. Từ sau thời kỳ “đổi mới” đến nay, Nhà nước đã quan tâm đầu tư cho ngành GTVT để khôi phục, nâng cấp và xây dựng mới một số công trình giao thông nhằm từng bước đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hóa và hành khách. Về đường bộ: 1- Kết cấu hạ tầng đường bộ: - Mạng lưới đường bộ: Mạng lưới giao thông đường bộ Việt Nam có tổng chiều dài là 224.482km, được phân bố tương đối hợp lý trên toàn lãnh thổ. Mật độ so với diện tích và dân số xấp xỉ 24,06km/100km 2 và 1,00km/1000dân (không kể hệ thống đường xã và đường chuyên dùng); mật độ hệ thống quốc lộ khoảng 4,78km/100km 2 và 0,20km/1000dân. 2 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Mạng lưới giao thông đường bộ chia thành 6 hệ thống: - Quốc lộ 17.295km chiếm tỷ lệ 7,70% - Đường tỉnh 21.840km chiếm tỷ lệ 9,73% - Đường huyện 45.250km chiếm tỷ lệ 20,16% - Đường xã 124.994km chiếm tỷ lệ 55,68% - Đường đô thị 7.476km chiếm tỷ lệ 3,33% - Đường chuyên dùng 7.627km chiếm tỷ lệ 3,40% - Hệ thống quốc lộ: Hệ thống này là xương sống của mạng lưới đường bộ, có tác dụng quan trọng phục vụ lợi ích kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng của đất nước, bao gồm: + Đường nối từ thủ đô Hà Nội tới các thành phố trực thuộc Trung ương, tới trung tâm hành chính 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. - Các hệ thống: đường tỉnh, đường huyện, đường xã, đường đô thị và đường chuyên dùng: + Hệ thống đường tỉnh là trục đường trong địa bàn 1 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương bao gồm 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 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 thành phố, thị xã, thị trấn. + Hệ thống đường chuyên dùng là đường nội bộ chuyên phục vụ cho việc vận chuyển, đi lại của một hoặc nhiều cơ quan, doanh nghiệp, tư nhân. 2- Quản lý, bảo trì đường bộ: Trong thập kỷ qua, Nhà nước đã đầu tư cho đường bộ (hệ thống quốc lộ) để xây dựng một số tuyến mới và cải tạo, nâng cấp các tuyến hiện có. Chất lượng của đường bộ được cải thiện một cách rõ rệt. Để đảm bảo chất lượng hệ thống quốc lộ không bị xuống cấp, hàng năm nhu cầu vốn cần đầu tư cho quản lý, bảo trì khoảng 1300 đến 1500 tỷ VNĐ. Thực tế, trong những năm qua nguồn vốn dành cho công tác này rất hạn chế, so với nhu cầu chỉ đạt trung bình khoảng 40%. 3 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô (Bảng 1-1) Đơn vị tính : Tỷ VNĐ Trong đó Vốn sửa chữa đường bộ so với Sửa chữa đường bộ Năm KH Tổng chiều dài QL,km Tổng vốn đường bộ Xây dựng cơ bản Thực tế cấp Nhu cầu vốn Tổng số vốn đường bộ, % Nhu cầu vốn, % 1996 13.510 2.336,8 1.877,1 459,7 950 19,7 48,4 1997 14.651 3.640,8 3.161,5 479,3 1000 13,2 47,9 1998 14.920 3.311,5 2.796,5 515 1300 15,6 40 1999 15.250 4796,8 3.316,8 480 1400 10 34,3 2000 15.425 7.361,8 6.896,8 465 1400 6,3 33 2001 15.425 8.614,2 8.104,2 510 1400 5,9 36,4 2002 15.824 599,6 1420 42,2 3- Hiện trạng mạng lưới đường bộ: Trong thập kỷ qua, tuy Nhà nước đã quan tâm đầu tư xây dựng một số tuyến mới, cải tạo nâng cấp một số tuyến đang khai thác, chất lượng của mạng lưới đường bộ được cải thiện rõ rệt, song, đến nay cũng còn nhiều yếu tố bất cập: Việt Nam chưa có đường cao tốc, một số tuyến trên hệ thống quốc lộ chưa vào cấp kỹ thuật, nhiều tuyến trên các hệ thống đường địa phương chưa được cải thiện nhiều, đến nay, còn khoảng 350 xã trên tổng số 10.511 xã, phường chưa có đường ôtô. - Nếu phân loại đường theo tiêu chí kết cấu mặt đường, kết quả như sau: (Bảng 1-2) Kết cấu mặt đường Bêtông xi măng Bêtông nhựa Đá dăm nhựa Cấp phối, đá dăm Đường đất T T Tên hệ thốn g Chiều dài,km Km % Km % Km % Km % Km % 1 QL 17295 78 0,45 5369 31,04 7783 45 2999 17,34 1066 6,16 2 ĐT 21840 141 0,65 2204 10,09 11505 52,68 4345 19,89 3645 16,69 3 ĐH 45250 1146 2,53 1328 2,93 6742 14,90 20057 44,32 15977 35,31 4 ĐX 124994 8185 6,55 611 0,49 6244 5,00 2007 1,61 107947 86,36 5 Đ ĐT 7476 342 4,57 2241 29,98 3647 48,78 1246 16,67 0 0,00 6 ĐCD 7627 848 11,12 342 4,48 2357 30,90 3600 47,20 480 6,31 Cộng 224482 10740 4,78 1209 5 5,39 38278 17,05 34254 15,26 129115 57,52 - Nếu phân loại theo cấp kỹ thuật, kết quả như sau: + Đường cao tốc: Đang có kế hoạch xây dựng. + Chiều dài các tuyến đạt cấp I, II: 2,17% + Chiều dài các tuyến đạt cấp III: 30,4% 4 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô + Chiều dài các tuyến đạt cấp IV: 20,3% + Chiều dài các tuyến đạt cấp V: 30,8% + Chiều dài các tuyến đạt cấp VI: 16,3% 4- Vận tải đường bộ: Khối lượng vận chuyển: Trong những năm qua, khối lượng hành khách vận chuyển đường bộ trong nước chiếm khoảng 80% và khối lượng hàng hóa vận chuyển chiếm khoảng 60% so với các loại phương tiện vận tải khác. Khối lượng vận chuyển hành khách (Bảng 1-3) Đơn vị tính : Triệu HK Trong đó Đường sắt Đường bộ Đường sông Năm Tổng số Khối lượng % Khối lượng % Khối lượng % 1996 607,4 8,5 1,40 482,6 79,45 116,3 19,15 1997 652,7 9,3 1,42 519,3 79,56 124,1 19,01 1998 691,3 9,7 1,40 554,5 80,21 127,1 18,39 1999 727,4 9,3 1,28 592,4 81,44 125,7 17,28 2000 761,7 9,8 1,29 625,4 82,11 126,5 16,61 2001 805,2 10,6 1,32 660,7 82,05 133,9 16,63 2002 833,9 10,8 1,30 689,1 82,64 134 16,07 Khối lượng vận chuyển hàng (Bảng 1- 4) Đơn vị tính : Nghìn tấn Trong đó Đường sắt Đường bộ Đường sông Đường biển Năm Tổng số Khối lượng % Khối lượng % Khối lượng % Khối lượng % 1996 151154,9 4041,5 2,67 104862,0 69,37 32467,7 21,48 9783,7 6,47 1997 168347,5 4752 2,82 116459,4 69,18 36360,7 21,60 10775,4 6,40 1998 178779,7 4977,6 2,78 123975,5 69,35 38033,6 21,27 11793 6,60 1999 190219,1 5146 2,71 132179,8 69,49 39887,2 20,97 13006,1 6,84 2000 206010,3 6258,2 3,04 141184,2 68,53 43015,4 20,88 15552,5 7,55 2001 223310 6456,7 2,89 166683,8 74,64 48488,2 21,71 1681,3 0,75 2002 238454,9 7051,9 2,96 160877,9 67,47 49913 20,93 20612,1 8,64 5 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô 1.3 PHÂN LOẠI CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ĐƯỜNG Ô TÔ. 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. Loại thứ nhất 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. Loại thứ hai gồm những nhiệm vụ quan trọng hơn phải làm với những khoảng cách thời gian bốn năm, năm năm hay hơn nữa. Tổ chức công tác bảo dưỡng sửa chữa tùy thuộc một cách rộng rãi 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 những 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 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. 2. Bảo dưỡng dự phòng và bảo dưỡng sửa chữa. Cũng còn có một cách phân loại cổ điển nữa: - 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 cho công tác bảo dưỡng sửa chữa. Sự lựa chọn giữa Bảo dưỡng sửa chữa hay Bảo dưỡng dự phòng được quyết định chủ yếu bằng việc áp dụng một hệ thống tiêu chuẩn về chất lượng khai thác. 6 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô CHƯƠNG 2 CÁC HÌNH THỨC BIẾN DẠNG, HƯ HỎNG CỦA ĐƯỜNG VÀ NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY RA 2.1 NHỮNG NHÂN TỐ GÂY RA SỰ SUY GIẢM CHẤT LƯỢNG ĐƯỜNG Ô TÔ. Ngay từ khi mới được đưa vào sử dụng, con đường đã bắt đầu quá trình suy giảm chất lượng. Sự suy giảm này được biểu thị bằng những sự biến dạng, hư hỏng rất rõ ràng trên các con đường có cấp hạng thấp, mặt đường cấu tạo đơn giản chưa được xử lý bằng nhựa, và kém rõ ràng hơn trên các con đường có cấp hạng cao hơn đã được phủ nhựa. Tất cả mọi con đường đều cần tới sự kiểm tra và những chăm sóc cẩn thận để đảm bảo có được một sự êm thuận hoàn hảo. Trong trường hợp này hoặc trường hợp khác các sự biến dạng, hư hỏng của đường này khác nhau rất nhiều, tuỳ thuộc vào rất nhiều nhân tố có thể gắn hoặc không gắn với cường độ vận chuyển mà con đường phải chịu đựng. 2.1.1 Môi trường vật chất của đường ô tô. Đối với đường ôtô, môi trường vật chất bao gồm: Khí hậu, chất lượng đất nền và sự có mặt của cây cối bên đường, các nhân tố này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát sinh và phát triển quá trình suy giảm chất lượng đường ô tô. 1. Những nhân tố về khí hậu. Nhân tố đầu tiên làm cho đường ô tô suy giảm chất lượng là những thành phần khí hậu của khu vực mà con đường chạy qua. Mưa khí quyển là một nhân tố quan trọng nhất cần phải coi trọng vì nó ảnh hưởng tới sức chịu đựng của các vật liệu làm đường. Một lượng ngậm nước tối thiểu cần như thế nào để cho vật liệu đất làm được nhiệm vụ của nó một cách đầy đủ trong kết cấu tổng thể nền - mặt đường nói chung hoặc trong công trình nền đường nói riêng, thì sự quá thừa nước lại nguy hại như thế ấy cho sự bền vững của chúng. Mưa có thể gây những tác hại lớn cho đường sá, và để phòng tránh các tác hại có thể xảy ra, không gì bằng trực tiếp quan sát con đường dưới trời mưa. Đây là một công việc mà mọi người có trách nhiệm quản lý bảo dưỡng đường cần phải làm và kể cả những người làm công tác thiết kế đường nữa, để từ đó rút ra được những thông tin cần cho việc lập các đồ án. Một hiện tượng thường gắn trực tiếp với mưa, đặc biệt là những địa phương có chế độ mưa khắc nghiệt là sự xói mòn đất, đây được coi là hiện tượng kinh niên trên đường ô tô ở các nước vùng nhiệt đới như nước ta. Hiện tượng xói mòn chỉ bắt đầu phát sinh khi tốc độ nước chảy vượt quá một trị số tốc độ mà người ta gọi là tốc độ giới hạn. Tốc độ giới hạn này có thể từ 0,30 m/s cho cát có đường kính 0,1 mm và đạt tới 1,50 m/s hoặc hơn nữa cho sỏi cuội và cả cho đất sét. Ơ chỗ đất xốp người ta thường chấp nhận trị số 0,90 m/s. Đối với mặt đường nhựa, sự xói mòn thường rất rõ rệt ở chỗ tiếp giáp giữa mặt đường và lề đường. Việc xói mòn lề đường và các mương rãnh thoát nước là một trong những hiện tượng không bình thường phải đề phòng một cách rất thận trọng. Hiện tượng xói mòn ở các bộ phận ấy rất nhanh và có thể nguy hại cho nền đường, đã có trường hợp người ra thấy một rãnh dọc bị xói sâu từ độ sâu 1,0 m tới độ sâu 6,0 m trong vòng ba tháng, và bề rộng của rãnh cũng theo đó mà tăng theo. Vì vậy, nên giới hạn chiều dài các rãnh ở một trị số sao cho trong rãnh tốc độ của nước không vượt quá 7 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô tốc độ giới hạn ở bất cứ điểm nào bằng cách mở các rãnh tháo nước ngang hoặc đặt cống cấu tạo tại những vị trí cần thiết. Ánh nắng mặt trời là một nhân tố thuận lợi cho sự bền vững của mặt đường. Thực tế, nước đọng trên lớp mặt xe chạy và thấm xuống kết cấu áo đường làm giảm cường độ và tăng số lượng tai nạn do trơn trượt. Nhờ có ánh nắng mặt trời, nước bốc hơi nhanh hơn và làm giảm thời gian đọng nước và thấm nước. Tuy nhiên, bức xạ mặt trời còn có ảnh hưởng không tốt tới cường độ của vật liệu làm mặt đường, đặc biệt là đối với mặt đường nhựa, mặt đường bê tông xi măng. Sự thay đổi của 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 trở nên mềm, dẻo, nhất là khi dùng lượng nhựa, loại nhựa không hợp lý, trên mặt đường phát sinh làn sóng, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đường. Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, dòn làm mặt đường nứt gãy. Cuối cùng là gió. Gió có thể có tác dụng tốt khi thúc nhanh sự bốc hơi, nhưng có khi lại gây khó khăn cho thi công. Ví dụ: có thể nhiệt độ ngoài trời khá cao, gió vẫn làm nguội các tia nhựa trong lúc rải nhựa làm giảm tính dính bám của nhựa với đá, mặt khác khi đang tưới nhựa mà mặt đá bị gió thổi làm cho bị phủ một lớp bụi mỏng, lớp bụi mỏng này làm nhựa kém dính bám với đá. 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, một mặt đối với kết cấu áo đường, mặt khác đối với lớp mặt chịu tác dụng của bánh xe chạy. Loại đất dùng để đắp nền đường thường được chọn là các loại đất có khả năng chịu lực tốt, dễ đầm lèn, trạng thái của đất ít thay đổi khi độ ẩm biến đổi nhiều, v.v Các loại đất bị trương nở, hoặc co ngót nhiều khi bị thay đổi lớn về độ ẩm sẽ làm các lớp kết cấu mặt đường bên trên bị phá hủy nhanh chóng. Với các mặt đường cấp thấp không được trải nhựa, chất lượng của vật liệu hạt như: kích cỡ hạt thành phần cấp phối, độ dính kết, cường độ, sức chịu mài mòn, tính nhạy cảm với nước là những yếu tố quyết định khả năng chống xói mòn và chống bánh xe mài mòn của mặt đường. Do vậy, để tránh những phá hoại sau này nhất thiết phải tôn trọng những quy định về chế tạo và thi công. 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 bị 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 đạt 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 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. 8 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô - Có đủ cường độ chịu nén. - Không nhậy cảm với nước. - Kích cỡ các hạt lớn nhất được giới hạn dưới 40 mm cho vật liệu làm lớp móng trên và 60 mm cho vật liệu làm lớp móng dưới để tránh bị phân tầng và dễ thi công. 2.1.2 Chất lượng kỹ thuật của đồ án thiết kế và của thi công Chất lượng kỹ thuật xấu của một đồ án thiết kế đường có thể gây ảnh hưởng xấu, làm cho mặt đường chóng suy giảm chất lượng. Ví dụ: Nếu thiết kế kết cấu áo đường không đặt được áo đường ở trên mực nước sẽ có thể làm cho mặt đường sớm bị hư hỏng. Sự thiếu quan tâm đến các công trình chống xói các rãnh thoát nước hai bên có thể dẫn đến hỏng dần rồi phá hoại hai bên lề đường. Một kết cấu áo đường quá mỏng thiết kế trên một nền đất yếu dẫn đến sự hư hỏng nhanh chóng của mặt đường. 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: - Thiếu công đầm lèn; - Khi chuyên chở đá bị phân tầng, đá nhỏ và đá to bị phân tách; - Cân đong 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; - v.v Những quy định thi công chặt chẽ 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 đơn giản bớt được công việc bảo dưỡng sửa chữa đường. 2.1.3. Ảnh hưởng của cường độ vận chuyển (lưu lượng)và tải trọng xe. Sự hoạt động qua lại nhiều lần của các trục xe, áo đường bị bào mòn trên mặt và mỏi trong kết cấu. 1. Hiện tượng mài mòn Sự mài mòn lớp mặt xảy ra chủ yếu là 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 tuỳ thuộc vào cường độ vận chuyển, thành phần dòng xe (số lượng xe, loại xe nhẹ hay xe nặng) và vào tốc độ của xe. 2. Hiện tượng mỏi Hiện tượng mỏi xuất hiện phổ biến trên các đường nhựa, do sự không liên tục trong cấp phối của vật liệu và sự diễn biến khác nhau giữa một bên là móng đường và nền đường với một bên là lớp trên 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 dày áo đường sự ma sát lặp đi lặp lại giữa các hạt đá dẫn đến tác dụng 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 qúa giai đoạn đàn hồi của nó. Nhiều thử nghiệm đã được làm trên các mặt đường nhựa, đặc biệt là thử nghiệm AASHO đã cho thấy rất rõ là các hiện tượng mỏi này tuỳ thuộc không những vào số 9 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô ét về yếu tố tải trọng trục và bánh xe, nếu để cho các phương tiện có mức độ trọn 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 của tải trọng trên các mặt đường nhựa (khối lượng vận chuyển và hình thái các trục xe) tác động đến tuổi thọ của mặt đường không phải theo qui luật đường thẳng, mà theo một hàm số có dạng hàm số lôgarit và cứ như thế mà 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 luỹ lại càng nhiều hơn. Ở giai đoạn dài khởi đầu, có thể dài hơn một nửa tuổi thọ có ích của con đường (thậm chí có thể 2/3) không thấy xuất hiện những hư hỏng có thể trông thấy được bằng mắt thường nếu có một 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 của bánh xe và dẫn đến mặt đường mất bằng phẳng và dần bị bong bật. 3. Tác động của tải trọng xe tới độ bền của kết cấu nền - mặt đường: Về mặt nguyên lý, tổ hợp gồm: tải trọng trục + bánh xe + mặt đường giữ vai trò quyết định đến độ 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. Hình 2-1: Sơ đồ mô tả trạng thái ứng suất của nền - mặt đường dưới tác dụng của tải trọng bánh xe. X g tải không hợp lý sẽ gây hư hỏng cho kết cấu mặt đường và các công trình cầu cống trên đường. Theo tài liệu nghiên cứu của Hội những người làm đường ôtô và vận tải ở Mỹ (AASHTO), các loại xe tải thông dụng hiện đang lưu thông trên đường có 4 kiểu trục xe cơ bản như sau: • Trục đơn – bánh đơn • Trục đơn – bánh kép • Trục kép – bánh đơn • Trục kép – bánh kép. 10 [...]... đó 17 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Các nguyên nhân chính Chất lượng vật liệu mặt đường kém 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 không Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu sửa chữa) xuống lớp dưới Hình 2-9: Hư hỏng " ổ gà" Hình 2-10: "ổ gà " nông 18 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô 6 Tên... với xe trục kép 11 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô 4 Diễn biến của các hiện tượng suy giảm chất lượng Tình trạng của mặt đường ở một thời điểm nhất định là nhân tố quyết định những công việc bảo dưỡng sửa chữa phải được làm Như vậy, rất quan trọng là phải biết 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... dày mặt đường không đủ Các vết nứt lớn không được sửa chữa kịp thời Hậu quả (Nếu không Mất lớp mặt và sau đó ổ gà có thể phát triển tạo ra các sửa chữa) điểm lún cục bộ và dẫn đến giảm chất lượng kết cấu mặt đường 15 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hình 2-6: Các dạng nứt lưới 4 Tên loại hư hỏng Bong tróc Tên khác Bong bật Định nghĩa Bong lớp láng mặt (đá nhỏ và chất kết dính) khỏi mặt đường. .. thường phải đi lấn lên lề Hậu quả (Nếu không Mức độ hư hỏng sẽ tăng nhanh vào mùa mưa sửa chữa) Đường hẹp sẽ gây nguy hiểm 12 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hình 2-2: Sơ đồ định nghĩa hư hỏng "Cóc gặm" Hình 2-3: Hư hỏng "Cóc gặm" 13 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô 2 Tên loại hư hỏng Nứt lớn (bề rộng vết nứt > 5 mm) Trạng thái Các vết nứt lớn xuất hiện dưới các dạng nứt dọc, nứt ngang,... 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 Hậu quả (Nếu không Nước sẽ đọng, thấm xuống mặt đường và sẽ làm tăng sửa chữa) nhanh độ lún vệt bánh xe, dẫn đến tình trạng nứt nghiêm trọng mặt đường và sau đó là vỡ mặt đường Hình 2-12: Sơ đồ biểu diễn hư hỏng lún vệt bánh 20 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hình 2-13:... Đá nhỏ chưa được lèn sâu xuống mặt đường Chất lượng trộn hoặc tay nghề kém Chất kết dính không đủ hoặc tưới không đều Hậu quả (Nếu không Bong dần lớp mặt sửa chữa) 16 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hình 2-7: Bong tróc Hình 2-8: Hình thái bong tróc 5 Tên loại hư hỏng Ổ gà nông (chiều sâu < 50 mm) Định nghĩa Những vết lõm nông, nhỏ hình chiếc bát (thường có đường kính < 1,0 m) có cạnh sắc và... nhân chính Cường độ kết cấu mặt đường không thích hợp Tính không ổn định của lớp mặt nhựa Hậu quả (Nếu không Mức độ lún sâu sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa và sẽ gây ra tình trạng mặt đường bị vỡ nếu như nước thấm sửa chữa) xuống mặt đường Làm tăng độ xóc khi xe chạy, gây mất an toàn giao thông khi mật độ lún lõm mặt quá nhiều 22 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hình 2-15: Hư hỏng lún sâu... cần sửa chữa không thể vượt quá diện tích mặt đường của phân đoạn đó Các nguyên nhân chính Chất lượng vật liệu mặt đường kém 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 không Sẽ phát triển thành ổ gà có diện tích rộng hơn và sâu sửa chữa) xuống các lớp dưới Hình 2-11: "ổ gà" sâu 19 Bài giảng: ... 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 dưới tác dụng của tải trọng xe (nhất là xe nặng), qua quá trình trùng phục dẫn đến kết cấu bị phá hoại 24 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô Hậu quả (Nếu không Mức độ cao su sẽ tăng nhanh, liên tục trong mùa mưa sửa chữa) và sẽ gây ra tình trạng mặt đường bị... MỌI LOẠI ĐƯỜNG Trong phần này ta sẽ phân tích các loại hư hỏng sau: - Hư hỏng các bộ phận phụ của đường; - Hư hỏng các thiết bị và cọc tiêu biển báo; - Hư hỏng các công trình tiêu nước và thoát nước; 2.3.1 Hư hỏng các bộ phận phụ của đường Bao gồm các loại sau: - Cây cối lấn đường; - Cát lấn; - Ta luy đường đắp bị xói mòn; - Ta luy nền đường bị sụt lở; 27 Bài giảng: Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô - Những