Monday , 20 November 2017

THÔNG TIN TỪ BUỔI TRAO ĐỔI VỚI GS. SERJI ARMIKHANIAN

Tọa đàm với GS. Serji Armikhanian, đến từ Trường Alabama – Hoa Kỳ, là Chủ tịch Hiệp Hội nhựa đường Cao su, là cố vấn cao cấp của tập đoạn OTP-FLC, từ 14:00 đến 17:00, ngày 02/6/2015 tại Trường Đại học GTVT do Bộ môn Đường bộ chủ trì.

Trong buổi thảo luận, phía Bộ môn đã đưa ra các vấn đề trao đổi có liên quan đến hằn lún vệt bánh xe như sau:

  • Điều kiện khai thác:

+ Điều kiện nhiệt độ, như mô tả trong báo cáo trước, với nhiệt độ mặt đường lên đến hơn 600C và thời gian duy trì ngưỡng nhiệt cao dài.

+ Điều kiện giao thông: tính đổi khoảng 22*106 ESALs –  tải trọng trục 10 tấn, tính tích lũy cho thời gian 10 năm, chưa xét đến lượng xe quá tải.

  • Tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam

+ Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa chặt rải nóng của Việt Nam đã được bổ sung bằng hướng dẫn để điều chỉnh thành phần cấp phối của cốt liệu theo chiều hướng để có thể tăng hàm lượng cốt liệu thô (đường giới hạn dưới đi thấp)

  • Các câu hỏi phía Bộ môn đưa ra
  1. Liệu bê tông nhựa chặt, cấp phối liên tục với thành phần cấp phối cốt liệu thay đổi theo hướng bổ sung hàm lượng cốt liệu thô, (chưa xét đến các vấn đề khác của cốt liệu), có thể cải thiện và cải thiện đến mức độ nào hiện tượng lún vệt bánh?
  2. Sử dụng cốt liệu có kích cỡ hạt lớn nhất lớn hơn (19mm hay 25mm) cho lớp mặt trên có phải là giải pháp hiệu quả cho chống hằn lún không?
  3. Với ngưỡng nhiệt độ vào mùa hè như của Việt Nam (lấy ví dụ về số liệu nhiệt theo dõi trong mặt đường) đã cần phải sử dụng nhựa đường cải thiện nói chung hay chưa?
  4. Với ngưỡng giao thông như của Việt Nam, đã cần phải sử dụng nhựa đường cải thiện hay chưa?
  5. Phân loại ngưỡng giao thông tại Mỹ như thế nào? Thế nào là giao thông nặng?
  6. Tải trọng trục xe cho phép trên đường chạy ở Mỹ là bao nhiêu?
  7. Cấu tạo kết cấu áo đường nói chung của Mỹ là như thế nào? Tương ứng với các ngưỡng giao thông?

Trả lời của GS. Serji Armikhanian

  1. Bất kể lớp mặt, dù có cường độ lớn đến đâu hay sử dụng vật liệu được cải thiện đến mức độ nào thì cũng vẫn cần các lớp nền – móng được thi công tốt. Xét trường hợp xem như các lớp móng được thi công đúng, đầm nén đủ, việc thay đổi tăng hàm lượng cốt liệu thô trong thành phần cấp phối cốt liệu của hỗn hợp asphalt chặt là giải pháp mang lại hiệu quả trong chống hằn vệt lún. Tuy nhiên, các đường chính của Mỹ (highway) hiện nay, toàn bộ 100% là sử dụng hỗn hợp có cấp phối gián đoạn (Gap-gradation) để tạo khung chịu lực tốt cho cốt liệu và nhựa cải thiện. Nhựa cải thiện được đánh giá theo cấp PG và hiện nay ở Mỹ đã cải tiến cách phân cấp nhựa sử dụng thí nghiệm MSCR (Multiple Stress Creep Recovery – Thí nghiệm từ biến với nhiều chu kỳ ứng suất) và thiết bị cắt động lưu biến (DSR – Dynamic Shear Rheometer) theo tiêu chuẩn thí nghiệm AASHTO TP-70 và MP-19. Trong thí nghiệm này, giá trị Jnr (Nonrecoverable creep compliance for 10 cycles at a creep stress of 3.2 kPa – là tỉ lệ giữa biến dạng cắt không hồi phục và ứng suất cắt của 10 chu kỳ tải với mức ứng suất cắt là 3.2 kPa) được xác định và trên cơ sở giá trị Jnr để chọn cấp nhựa đường sử dụng định hướng kháng hằn lún vệt bánh. Cụ thể như tổng kết trong trả lời câu hỏi 2 dưới đây.
  2. Sử dụng cốt liệu có kích cỡ hạt lớn nhất lớn hơn cho lớp bề mặt, đôi khi, trong một số trường hợp với đường có xe tải nặng là giải pháp mang lại hiệu quả. Tuy nhiên, bề mặt của lớp hỗn hợp này trông không đẹp. Ngoài ra, có thể có rất nhiều vấn đề có thể xảy ra, vì hỗn hợp này có tính công tác thấp, khó đầm nén và dễ phân tầng. Các đường này thường vẫn có thể xảy ra hiện tượng chảy nhựa không đều trên mặt đường và một số hư hỏng khác nếu không kiểm soát chặt về thi công.
  3. Với ngưỡng nhiệt độ mặt đường vào mùa hè như ở Việt Nam (khoảng 600C), nếu không phối hợp với các điều kiện khác như lưu lượng xe lớn, tốc độ thấp thì có thể dùng nhựa PG64-10.

Việc phối hợp với các điều kiện khác được tổng hợp như sau có xét đến giá trị Jnr  như được đề cập ở trên:

Jnr = 2.0 – 4.0 ® PG 64S-22 “Điều kiện giao thông tiêu chuẩn” ® PG 64-22

Jnr = 1.0 – 2.0 ® PG 64H-22 “Điều kiện giao thông nặng” ® PG 70-22

Jnr = 0.5 – 1.0 ® PG 64V-22 “Điều kiện giao thông rất nặng” ® PG 76-22

Jnr = 0.25 – 0.5 ® PG 64E-22 “Điều kiện giao thông đặc biệt nặng” ® PG 76-22

Lưu ý là tiêu chuẩn MP-19 sử dụng thuật ngữ “Nặng” thay cho thuật ngữ “Cao”, với

Điều kiện giao thông tiêu chuẩn “S” = lượng giao thông tích lũy < 10*106 ESALs, tốc độ dòng xe > 70 km/h

Điều kiện giao thông nặng “H” = lượng giao thông tích lũy 10-30 *106  ESALs, tốc độ dòng xe 20-70 km/h

Điều kiện giao thông rất nặng “V” = lượng giao thông tích lũy > 30 *106   ESALs, tốc độ dòng xe < 20km/h

Điều kiện giao thông đặc biệt nặng “E”  > 30*106    ESALs, tốc độ dòng xe < 20km/h, tại trạm thu phí

Ở Việt Nam hiện nay, điều kiện các vùng miền rất khác nhau, khoảng chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng có thể lên đến khoảng 10oC, là sự chênh lệch rất lớn. Cần có điều chỉnh để tiêu chuẩn và thiết kế khác nhau đối với từng vùng. Trong miền Nam có thể không nóng bằng ngoài Bắc, và miền Trung thì nắng nóng nhất. Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu cần khác nhau đối với các đoạn tuyến khác nhau, ví dụ tại trạm thu phí nơi có xe tải dừng đỗ – chạy chậm, sử dụng nhựa đường PG 76-22; khu vực lân cận trạm thu phí sử dụng PG 70-22; các đoạn thông thường nếu lưu lượng xe không lớn có thể dùng PG 64-22.

  1. Với ngưỡng giao thông như QL1: 22*106 ESALs – tải trọng trục 10 tấn, tính tích lũy cho thời gian 10 năm, thì không cần xét đến các điều kiện như nhiệt độ cao, đặc biệt là chất lượng các lớp dưới,… thì đã cần phải sử dụng nhựa đường có cải thiện rồi.
  2. Phân loại ngưỡng giao thông tại Mỹ như đã được đề cập như trả lời ở câu 3 (có kết hợp với điều kiện dòng xe)
  3. Tải trọng trục xe cho phép trên đường chạy ở Mỹ có thể khác nhau tùy từng bang. Số liệu cụ thể sẽ được gửi đến qua email. Tuy nhiên, nhìn chung là tổng trọng lượng xe tối đa là 40 tấn và tải trọng trục là 18 kip (tương đương 8.2 tấn). Có thể vẫn có xe đặc biệt, nhưng cần phải xin giấy phép lưu hành. Trên mỗi đoạn tuyến như đường cao tốc, có làn cân xe. Các xe tải phải đi qua làn này. Cân tự động sẽ cân và báo mức phạt nếu quá tải. Mức phạt phụ thuộc vào mức quá tải, có thể rất lớn đến hàng nghìn đô là Mỹ nếu quá tải nhiều.
  4. Cấu tạo kết cấu áo đường nói chung của Mỹ tương ứng với các ngưỡng giao thông sẽ được thu thập và gửi qua email. Tuy nhiên đối với đường cao tốc và đường lớn (highway), kết cấu bao gồm: 5cm lớp mặt (surface course) + 8 cm lớp mặt dưới (intermediate course) + 8¸10 cm móng gia cố nhựa + các lớp móng cấp phối hạt không gia cố; đối với đường giao thông nhẹ thì kết cấu chỉ là: 5cm lớp mặt (surface course) + 4 cm lớp mặt dưới (intermediate course) + các lớp móng cấp phối hạt không gia cố, đôi khi chỉ cần 5cm lớp mặt (surface course) + các lớp móng cấp phối hạt không gia cố.

Ngoài ra, theo thông tin trong bài trình bày thì hiện nay ở Mỹ:

  • 100% các bang đều đã sử dụng phân loại nhựa đường mới, không dùng phân loại theo độ kim lún nữa
  • Thiết kế mặt đường toàn bộ đã theo cơ học thực nghiệm MEPDG để dự báo hư hỏng xét đến điều kiện khai thác
  • Sử dụng chủ yếu vật liệu tái chế mặt đường (đến 80%) – đến 66 triệu tấn/năm, rất ít sử dụng nguồn vật liệu mới (20%). Tuy nhiên, hơn 90% là tái chế nóng tại trạm, do hỗn hợp được tái chế theo cách này sẽ có tính năng sử dụng tốt hơn và chất lượng đồng đều hơn.
  • Nhựa đường cao su (nhựa đường trộn với bột từ lốp cao su tái chế) được sử dụng phổ biến ở Mỹ để cải thiện nhựa đường. Cao su bột tái chế từ lốp của xe tải khác với cao su được tái chế từ lốp xe thông thường (xe khách, xe con – Passenger Car Tire). Cao su từ lốp xe con là cao su tổng hợp, có nhiều thành phần hóa học và dùng cải thiện nhựa đường tốt hơn. Ngoài ra, lượng lốp thải từ xe con này cũng lớn hơn. Ví dụ hàng năm ở Mỹ có 258 triệu lốp xe con phế thải và 45 triệu lốp xe tải phế thải.

Một số hình ảnh buổi thảo luận

k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k9 k10 k11 k12

Tin bài: Bộ môn Đường bộ.