Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Bến Tre, nằm ở vùng đồng bằng sông Cửu Long với hệ thống giao thông đường bộ phát triển nhanh trong những năm gần đây, có tổng chiều dài mạng lưới đường bộ khoảng 4.170 km, trong đó quốc lộ và đường tỉnh chiếm hơn 300 km với đa dạng loại mặt đường như bê tông nhựa (BTN), láng nhựa và cấp phối đá dăm. Tuy nhiên, nhiều tuyến đường chính như Quốc lộ 60 và Quốc lộ 57 vẫn gặp phải tình trạng mặt đường thiếu lớp tạo nhám, dẫn đến độ bám thấp, đặc biệt khi trời mưa, gây ra nhiều vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng. Số liệu thống kê từ Cục Thống kê tỉnh Bến Tre cho thấy số vụ tai nạn giao thông tăng từ 109 vụ năm 2012 lên 195 vụ năm 2014, với số người chết tăng từ 119 lên 209 người trong cùng giai đoạn.

Vấn đề nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiện trạng độ nhám mặt đường trên các tuyến đường chính của tỉnh Bến Tre, xác định nguyên nhân làm suy giảm độ nhám và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm tăng cường độ nhám, nâng cao an toàn giao thông. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các đoạn tuyến trọng điểm như Quốc lộ 60 (Km6+200 đến Km36+200), Quốc lộ 57 (Km45+000 đến Km49+500), và các tuyến đường phục vụ khu công nghiệp và cảng Giao Long. Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh khí hậu nhiệt đới ẩm ướt đặc trưng của vùng, với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.500 mm và độ ẩm từ 76-86%, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất mặt đường.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là: (1) khảo sát và đánh giá độ nhám mặt đường hiện hữu trên các tuyến đường chính thuộc tỉnh Bến Tre; (2) phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám; (3) đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm tăng cường độ nhám mặt đường, đảm bảo an toàn giao thông trong điều kiện khí hậu và lưu lượng giao thông đặc thù của địa phương. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng khai thác mạng lưới giao thông, giảm thiểu tai nạn giao thông và hỗ trợ công tác quản lý, bảo trì đường bộ tại Bến Tre.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính về độ nhám mặt đường: độ nhám vi mô (microtexture) và độ nhám vĩ mô (macrotexture). Độ nhám vi mô là độ xù xì của bề mặt hạt cốt liệu, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xua tan màng nước trên mặt đường, giúp duy trì lực bám khi xe chạy ở tốc độ thấp đến trung bình. Độ nhám vĩ mô là cấu trúc nhám thô của toàn bộ bề mặt đường, tạo ra các kênh thoát nước, giảm nguy cơ hydroplaning khi xe chạy tốc độ cao. Cả hai loại nhám này đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sức chống trượt và an toàn giao thông.

Ngoài ra, luận văn áp dụng mô hình phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám mặt đường, bao gồm: (1) yếu tố vật liệu như chất lượng cốt liệu, chỉ số mài bóng PSV, hàm lượng nhựa và bột khoáng; (2) yếu tố thiết kế cấp phối bê tông nhựa; (3) yếu tố thi công như kỹ thuật trộn, lu lèn và bù phụ; (4) yếu tố khai thác gồm lưu lượng xe, thành phần dòng xe, tốc độ xe và điều kiện khí hậu. Mối quan hệ giữa độ nhám và cự ly hãm xe cũng được phân tích dựa trên các công thức tính lực bám và chiều dài hãm xe, làm cơ sở đánh giá mức độ an toàn của mặt đường.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp lý thuyết và thực nghiệm. Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu đo đạc độ nhám mặt đường trên các tuyến Quốc lộ 60, Quốc lộ 57 và các tuyến đường phục vụ khu công nghiệp tại Bến Tre, sử dụng các thiết bị đo độ nhám phổ biến như con lắc Anh (British Pendulum Tester) và phương pháp rắc cát. Cỡ mẫu đo đạc gồm nhiều điểm trên các đoạn tuyến trọng điểm, đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ mạng lưới.

Phân tích dữ liệu sử dụng các phương pháp thống kê mô tả và so sánh với tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành như TCVN 8866-2011 và AASHTO T278-90. Quá trình nghiên cứu diễn ra trong năm 2016, với các bước khảo sát hiện trạng, đo đạc thực tế, phân tích số liệu và đề xuất giải pháp kỹ thuật. Việc lựa chọn phương pháp đo con lắc Anh và rắc cát dựa trên ưu điểm về độ chính xác, khả năng áp dụng trong điều kiện thực tế và phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình của tỉnh Bến Tre.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Độ nhám mặt đường hiện hữu thấp, không đạt tiêu chuẩn: Kết quả đo độ nhám bằng phương pháp rắc cát cho thấy chiều sâu trung bình rắc cát (Htb) trên các tuyến Quốc lộ 60 và 57 dao động trong khoảng 0,3 - 0,5 mm, thuộc nhóm mặt đường nhẵn đến trung bình, chưa đạt yêu cầu tối thiểu 0,8 mm theo tiêu chuẩn TCVN 8866-2011 cho đường có tốc độ trên 80 km/h. Giá trị BPN đo bằng con lắc Anh trung bình khoảng 45-55, thấp hơn mức tối thiểu 55-65 theo tiêu chuẩn AASHTO T278-90.

  2. Ảnh hưởng tiêu cực của khí hậu và lưu lượng xe: Mặt đường tại Bến Tre chịu tác động mạnh của khí hậu nhiệt đới ẩm ướt với độ ẩm trung bình 80%, lượng mưa lớn, làm giảm độ nhám vi mô do hiện tượng hydroplaning. Lưu lượng xe tải nặng chiếm khoảng 30-40% tổng lưu lượng, gây bào mòn nhanh chóng lớp mặt đường, làm giảm độ nhám vĩ mô. Tốc độ xe trung bình trên các tuyến chính từ 60-80 km/h, làm tăng nguy cơ trơn trượt khi độ nhám không đảm bảo.

  3. Mối quan hệ giữa độ nhám và cự ly hãm xe: Phân tích cho thấy khi hệ số bám φ giảm từ 0,7 xuống 0,3, chiều dài hãm xe tăng gấp gần 3 lần, ví dụ với vận tốc 80 km/h, chiều dài hãm tăng từ khoảng 65 m lên đến 185 m, làm giảm đáng kể khả năng dừng xe an toàn trong tình huống khẩn cấp.

  4. Nguyên nhân suy giảm độ nhám: Bao gồm cấp phối cốt liệu không tối ưu (hàm lượng đá dăm thấp, hàm lượng nhựa cao làm giảm diện tích cốt liệu nổi lên mặt đường), kỹ thuật thi công chưa đảm bảo (phân tầng hỗn hợp, lu lèn không đúng quy trình), và thiếu lớp tạo nhám trên bề mặt. Ngoài ra, công tác bảo dưỡng, duy tu chưa thường xuyên do hạn chế về kinh phí cũng góp phần làm giảm độ nhám mặt đường.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về ảnh hưởng của độ nhám mặt đường đến an toàn giao thông. Việc độ nhám mặt đường thấp làm tăng nguy cơ trượt bánh xe, đặc biệt trong điều kiện mặt đường ẩm ướt, là nguyên nhân khách quan quan trọng góp phần vào tỷ lệ tai nạn giao thông tăng cao tại Bến Tre. So sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế, mặt đường tại Bến Tre chưa đáp ứng yêu cầu về độ nhám, đặc biệt trên các tuyến đường có lưu lượng xe lớn và tốc độ cao.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh chiều sâu rắc cát trung bình và giá trị BPN trên các tuyến đường, cùng biểu đồ mối quan hệ giữa hệ số bám và chiều dài hãm xe theo vận tốc, giúp minh họa rõ ràng tác động của độ nhám đến an toàn giao thông. Bảng tổng hợp các nguyên nhân suy giảm độ nhám cũng hỗ trợ cho việc đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng lớp phủ tạo nhám mặt đường mới: Sử dụng công nghệ lớp phủ bê tông nhựa tạo nhám có hàm lượng cốt liệu thô cao, độ rỗng dư lớn (12-23%) để tăng độ nhám vĩ mô, đồng thời sử dụng nhựa đường polymer cải tiến để tăng độ bền và ổn định nhiệt. Thời gian thực hiện: 1-2 năm, chủ thể: Sở Giao thông Vận tải tỉnh Bến Tre phối hợp với nhà thầu thi công.

  2. Cải tiến cấp phối và kỹ thuật thi công: Thiết kế lại cấp phối cốt liệu đảm bảo hàm lượng đá dăm tối thiểu 60%, kiểm soát hàm lượng nhựa phù hợp để tránh hiện tượng nổi nhựa, đồng thời nâng cao chất lượng trộn, san trải và lu lèn theo quy trình kỹ thuật chuẩn. Thời gian: 6-12 tháng, chủ thể: Ban quản lý dự án và nhà thầu thi công.

  3. Tăng cường công tác bảo dưỡng, duy tu định kỳ: Xây dựng kế hoạch bảo dưỡng mặt đường định kỳ, bao gồm bù phụ lớp phủ, làm sạch mặt đường và kiểm tra độ nhám thường xuyên bằng thiết bị đo hiện trường. Thời gian: liên tục hàng năm, chủ thể: Sở Giao thông Vận tải và các đơn vị quản lý đường bộ.

  4. Đào tạo và nâng cao nhận thức kỹ thuật: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ kỹ thuật và công nhân thi công về kỹ thuật tạo nhám, sử dụng thiết bị đo độ nhám và quy trình thi công chuẩn. Thời gian: 6 tháng, chủ thể: Trường Đại học Giao thông Vận tải phối hợp với Sở Giao thông Vận tải.

  5. Xây dựng hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng mặt đường: Áp dụng công nghệ đo độ nhám hiện đại, thiết lập cơ sở dữ liệu theo dõi chất lượng mặt đường để kịp thời phát hiện và xử lý các đoạn đường có độ nhám thấp. Thời gian: 1 năm, chủ thể: Sở Giao thông Vận tải và các đơn vị quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý giao thông và đường bộ: Sở Giao thông Vận tải tỉnh Bến Tre và các đơn vị quản lý đường bộ có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch bảo trì và nâng cấp mặt đường, đảm bảo an toàn giao thông.

  2. Các nhà thầu thi công và tư vấn thiết kế: Tham khảo các giải pháp kỹ thuật về cấp phối, thi công lớp phủ tạo nhám để áp dụng trong các dự án xây dựng và sửa chữa đường bộ, nâng cao chất lượng công trình.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng cầu đường: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về độ nhám mặt đường, phương pháp đo và phân tích, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu và học tập.

  4. Các cơ quan quản lý an toàn giao thông: Sử dụng thông tin về mối quan hệ giữa độ nhám và an toàn giao thông để phối hợp với các đơn vị kỹ thuật trong việc giảm thiểu tai nạn giao thông do mặt đường trơn trượt.

Câu hỏi thường gặp

  1. Độ nhám mặt đường là gì và tại sao quan trọng?
    Độ nhám mặt đường là đặc tính kỹ thuật thể hiện độ xù xì của bề mặt đường, gồm nhám vi mô và vĩ mô. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến lực bám giữa bánh xe và mặt đường, đặc biệt khi trời mưa, giúp giảm nguy cơ trượt bánh và tai nạn giao thông.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đo độ nhám mặt đường?
    Hai phương pháp phổ biến là đo bằng con lắc Anh (British Pendulum Tester) và phương pháp rắc cát. Con lắc Anh mô phỏng lực ma sát khi bánh xe trượt ở tốc độ khoảng 50 km/h, còn rắc cát đo chiều sâu các hố lõm trên mặt đường.

  3. Nguyên nhân chính làm giảm độ nhám mặt đường là gì?
    Bao gồm cấp phối cốt liệu không hợp lý, kỹ thuật thi công kém chất lượng, lưu lượng xe tải nặng lớn gây bào mòn, khí hậu ẩm ướt làm giảm nhám vi mô và thiếu công tác bảo dưỡng định kỳ.

  4. Độ nhám mặt đường ảnh hưởng thế nào đến cự ly hãm xe?
    Khi độ nhám giảm, hệ số bám φ giảm, làm tăng đáng kể chiều dài hãm xe. Ví dụ, với vận tốc 80 km/h, chiều dài hãm có thể tăng từ 65 m lên đến 185 m khi hệ số bám giảm từ 0,7 xuống 0,3, làm giảm khả năng dừng xe an toàn.

  5. Giải pháp nào hiệu quả để tăng cường độ nhám mặt đường?
    Sử dụng lớp phủ bê tông nhựa tạo nhám với cấp phối cốt liệu tối ưu, nhựa đường polymer cải tiến, kỹ thuật thi công chuẩn, bảo dưỡng định kỳ và áp dụng hệ thống giám sát chất lượng mặt đường.

Kết luận

  • Độ nhám mặt đường trên các tuyến đường chính tỉnh Bến Tre hiện chưa đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, ảnh hưởng tiêu cực đến an toàn giao thông.
  • Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bao gồm vật liệu, thiết kế cấp phối, kỹ thuật thi công, lưu lượng và thành phần xe, cùng điều kiện khí hậu ẩm ướt đặc trưng.
  • Mối quan hệ giữa độ nhám và cự ly hãm xe cho thấy tầm quan trọng của việc duy trì độ nhám cao để giảm thiểu tai nạn giao thông.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật bao gồm áp dụng lớp phủ tạo nhám mới, cải tiến cấp phối và thi công, tăng cường bảo dưỡng và đào tạo kỹ thuật.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý, bảo trì và nâng cấp mạng lưới giao thông tỉnh Bến Tre, góp phần nâng cao an toàn giao thông và chất lượng khai thác đường bộ.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp đề xuất trong vòng 1-2 năm và xây dựng hệ thống giám sát chất lượng mặt đường liên tục. Các cơ quan quản lý và nhà thầu thi công được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả công tác bảo trì và phát triển hạ tầng giao thông.