MỞ ĐẦU 1. Mục đích nghiên cứu đề tài Từ năm 1996 đến năm 2000, tốc độ tăng trưởng kinh tế của khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam đạt trên 9%/năm, năm 2001- 2003 đạt 8.91%/năm, tuy có thấp hơn chỉ tiêu đề ra (9,8%/năm) nhưng vẫn dẫn đầu cả nước và đã có nhiều chuyển biến về chất lượng tăng trưởng do có sự dịch chuyển cơ cấu kinh tế đúng hướng. Viện chiến lược Bộ Kế Hoạch Đầu tư đề ra 2 phương án cho khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phia Nam [5]: - Phương án thấp: Phấn đấu tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hànng năm của khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam từ năm 2010 đến 2020 là 7,45%/năm. - Phương án cao: Phấn đấu đạt tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hànng năm của khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam từ năm 2010 đến 2020 là 7,46%/năm Song song sự phát triển kinh tế xã hội, cơ sở hạ tầng ngành giao thông của khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam được đầu tư nâng cấp, cải tạo và xây mới rất nhiều làm cho bộ mặt hạ tầng giao thông vận tải có nhiều thay đổi đáng kể, để đáp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế xã hội của khu vực.
Việc áp dụng tiến bộ của Khoa học Công nghệ mới vào lĩnh vực Giao thông vận tải ở Việt Nam nói chung, khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam nói riêng làm cho chất lượng các công trình giao thông vận tải cơ bản đang đạt trình độ khu vực và thế giới. Tuy nhiên việc lựa chọn và áp dụng khoa học công nghệ tiên tiến cần được nghiên cứu đầy đủ phù hợp điều kiện của đất nước và của các khu vực cụ thể. Một trong những vấn đề còn tồn tại trong xây dựng mặt đường cho các công trình xây dựng đường ô tô là một thời gian đưa vào khai thác các lớp mặt của công trình đường ô tô thường bị hư hỏng, như nứt, dồn nhựa, lồi lõm cục bộ, bong bật, chảy nhựa, thoát nước mặt đường kém. Đặc biệt, các công trình đường ô tô hiện nay còn Trang 9 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố có nhược điểm chưa khắc phục được đó là tiếng ồn, tầm nhìn bụi nước và thời gian xây dựng kéo dài.
a) Bong bật đã phát triển sâu xuống b) Bắt đầu xuất hiện nứt và bong bật c) Chảy nhựa tại vệt bánh xe d) Chảy nhựa trên cả mặt đường e) Lún tại phần xe chạy và mép đường f) Nứt dọc theo vệt bánh xe Hình 1- Một số hình ảnh hư hỏng mặt đường thường gặp trong các công trình đường ô tô Trang 10 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố Với tình hình phát triển kinh tế hiện nay nhu cầu vận tải lớn đẫn đến tăng trưởng lưu lượng xe và tải trọng đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật xây dựng công trình giao thông mới, áp dụng các công nghệ xây dựng hiện đại các công trình đường ô tô đủ yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo yêu cầu sử dụng trong suốt thời kì khai thác, giảm các chi phí khai thác thường xuyên, giảm chi phí cải tạo duy tu, kéo dài chu kì bảo dưỡng duy tu, giảm vốn đầu tư ban đầu, giảm thời gian đi lại, giao thông thuận tiện… Công nghệ Novachip, công nghệ này đã và đang được phát triển tại nước Mỹ; hiện có 42 bang của Mỹ đã áp dụng công nghệ Novachip [6], [41]; ở Việt Nam đã áp dụng loại hình công nghệ Novachip mới chỉ dừng lại ở lớp phủ mỏng tạo nhám cho mặt đường cấp cao nên cần nghiên cứu biện pháp áp dụng công nghệ Novachip để xây dựng lớp mặt chịu tải của kết cấu mặt đường mềm để áp dụng cho khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phia Nam. Đặc biệt yêu cầu của quá trình công nghệ xây dựng mặt đường là nghiên cứu để giải quyết được các yêu cầu về vật liệu, về kỹ thuật thi công trên cơ sở đạt được các mục tiêu: cường độ và chất lượng sử dụng của mặt đường tốt nhất; quá trình thi công tiện lợi, dễ dàng nhất và có thể áp dụng cơ giới hoá làm giảm giá thành xây dựng. Điều này không những có ý nghĩa về mặt kỹ thuật mà còn có ý nghĩa về mặt kinh tế, xã hội… 1. Nội dung nghiên cứu của đề tài Tiến hành nghiên cứu và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của loại bê tông nhựa (BTN) dùng công nghệ Novachip.
Thông qua kết quả thí nghiệm đó, tiến hành thiết kế hỗn hợp BTN để sử dụng công nghệ Novachíp trong xây dựng lớp mặt chịu tải của kết cấu áo đường mềm; đánh giá và xem xét phạm vi áp dụng nó trong xây dựng mặt đường bằng công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải của áo đường mềm trong các công trình xây dựng đường ôtô khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam 1. Phương pháp nghiên cứu - Thu thập tài liệu và tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài - Tiến hành nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm để tuyển chọn vật liệu áp dụng công nghệ Novachip. Chế tạo BTN Novachip trong phòng thí nghiệm. Trang 11 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố - Tiến hành thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp BTN từ đó nghiên cứu biện pháp áp dụng công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài Xem xét lựa chọn loại vật liệu phù hợp cho lớp mặt chịu tải của mặt đường mềm ứng dụng cho khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam. Đề tài tập trung nghiên cứu loại cấp phối Novachip loại B với 2 loại nhựa đường Polymer PmB I và nhựa đường bitum 60/70 là lớp mặt chịu tải cho kết cấu áo đường mềm đảm bảo yêu cầu cường độ, tuổi thọ cao, sử dụng công trình giao thông hiệu quả nhất tại khu vực TP.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam. Trang 12 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NOVACHIP TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG MỀM 2. Lịch sử phát triển và hình thành công nghệ Novachip Novachip là công nghệ rải một lớp BTN nóng, có cấp phối cốt liệu gián đoạn trên lớp mặt đường được tưới dính bám bởi một loại nhũ tương nhựa đường polymer đặc biệt gọi là Novabond.
Cấp phối gián đoạn là loại hỗn hợp sử dụng một cấp phối tổng hợp các hạt khác nhau, từ thô đến cốt liệu mịn trong đó các cớ hạt trung gian bị mất hoặc có hàm lượng nhỏ [47]. Công nghệ NovaChip để tạo lớp phủ mỏng cho mặt đường, lần đầu tiên được giới thiệu và áp dụng tại Pháp vào năm 1986 [42]. Công dụng chính của công nghệ này là dùng để tạo ra lớp phủ mỏng, tạo nhám và độ bằng phẳng mặt đường trên các loại mặt đường cũ. Công nghệ NovaChip thường được sử dụng làm lớp phủ trên mặt đường có xe chạy với tốc độ cao, lưu lượng xe lớn, trên đường cao tốc và các đường quốc lộ quan trọng.
Được dựa vào Mỹ và kinh nghiệm Châu Âu, mặt đường được sử dụng công nghệ NovaChip đã chứng tỏ tuổi thọ sử dụng của mặt đường từ 10 tới 12 năm [6], [41],[42]. Một số hình ảnh các dự án đã sử dụng công nghệ Novachip làm mặt đường qua thời gian sử dụng [6].1- Mặt đường tại I-20/59 Hình 2.2- Mặt đường tại US281- San Birmingham, Al (Mỹ) sau 3 năm sử dụng Antonio, Texas (Mỹ) sau 12 năm sử dụng Trang 13 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố 2. Tình hình áp dụng dụng công nghệ Novachip trong xây dựng mặt đường trên thế giới Công nghệ NovaChip được giới thiệu lần đầu tiên tại Mỹ vào năm 1990. Dự án đầu tiên sử dụng công nghệ NovaChip tại Mỹ được thực hiện vào năm 1992 tại bang Alabama với thiết bị rải được nhập từ Pháp.
Trong cùng thời gian đó, nhiều đoạn đường thử nghiệm công nghệ NovaChip cũng được áp dụng ở các bang Mississipi và Texas. Đến nay, đã có 42 bang ở nước Mỹ sử dụng công nghệ NovaChip trong việc tạo lớp phủ mỏng mặt đường với diện tích trên 40 triệu m2 bề mặt các tuyến đường bộ [6], [41],[42].2 – Bản đồ sơ họa các bang tại Mỹ sử dụng mặt đường Novachip 2. Tình hình áp dụng công nghệ Novachip xây dựng mặt đường tại Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam Vào tháng 9/2008, tại Km10+700 đường Bắc Thăng Long - Nội Bài, Tổng công ty XDCTGT 1 (Cienco1) và Công ty Hall Brothers (Hoa Kỳ) đã tổ chức thảm thí điểm công nghệ Novachip tạo nhám mặt đường. Sau khi thi công, trên đoạn thảm áp dụng Novachip, mặt đường gần như khô nguyên, mưa tới đâu là nước thoát ngay tức thì, không xuất hiện những bụi nước bánh xe làm bắn lên.
Tốc độ thảm của máy rất nhanh (21m/phút), sau khi thi công xong có thể thông xe. Điều này rất quan trọng cho các tuyến đường đô thị. Ngày 29/10/2008, Bộ Giao Thông Vận Tải chính thức Trang 14 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố ban hành “Qui định kỹ thuật về thi công và nghiệm thu lớp phủ siêu mỏng tạo nhám siêu mỏng trên đường ô tô” theo Quyết định số 3287/QĐ-BGTVT.3 - Thảm thí điểm Công nghệ Novachip trên đường Bắc Thăng Long - Nội Bài Tại khu vực Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh phia Nam thì mặt đường Novachip đã được đưa vào thi công tại Dự án đường cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Trung Lương. Đường cao tốc TP HCM - Trung Lương tổng chiều dài 61,9 km.
Điểm đầu tuyến là nút giao thông Chợ Đệm, xã Tân Túc, huyện Bình Chánh, TP HCM. Điểm cuối là nút giao thông Thân Cửu Nghĩa (Km 50) huyện Châu Thành, Tiền Giang. Tuyến này được thiết kế 8 làn xe, nhiều đoạn xây dựng cầu cạn, không có giao cắt đồng mức với các tuyến đường khác. Dự án đã chính thức thông xe ngày 03/02/2010.Dự án Đường cao tốc TP HCM - Trung Lương được thi công lớp mặt đường Novachip.4- Mặt đường cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Trung Lương sau khi rải mặt đường Novachip Trang 15 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô và đường thành phố 2.
Đặc điểm của công nghệ Novachip áp dụng trong kết cấu áo đường mềm - Đặc điểm của công nghệ Novachip [6], [41], [42] • Xử lý bề mặt bằng BTN nóng trong các công việc xây dựng đường và khai thác sử dụng như: ° Duy tu, bảo dưỡng định kỳ và phòng ngừa.
