Tổng quan nghiên cứu

Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) là loại mặt đường cứng được sử dụng phổ biến trong hệ thống giao thông toàn cầu, chiếm tỷ lệ ngày càng lớn trong mạng lưới đường bộ và sân bay. Tại Việt Nam, mặt đường BTXM đã được áp dụng từ những năm 1975 với nhiều công trình lớn như sân bay Tân Sơn Nhất, Nội Bài, và các tuyến quốc lộ quan trọng. Theo thống kê của Bộ Giao thông Vận tải, tổng chiều dài đường giao thông nông thôn là khoảng 172.437 km, trong đó có khoảng 21.000 km mặt đường BTXM, chiếm tỷ lệ đáng kể trong hạ tầng giao thông nông thôn và nội thị.

Tuy nhiên, chất lượng thi công mặt đường BTXM tại Việt Nam còn nhiều hạn chế, đặc biệt về độ bằng phẳng, cường độ chịu lực và hiện tượng nứt vỡ. Công ty XDCTHK ACC, một trong những đơn vị thi công hàng đầu với hơn 22 năm kinh nghiệm và nhiều công trình đạt giải thưởng chất lượng, vẫn gặp phải các vấn đề kỹ thuật trong thi công mặt đường BTXM, nhất là tại các sân bay lớn như Nội Bài. Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các biện pháp quản lý nhằm nâng cao chất lượng thi công mặt đường BTXM tại công ty ACC, tập trung vào cải thiện cường độ chịu lực, độ bằng phẳng và hạn chế vết nứt.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quá trình thi công mặt đường BTXM tại công ty ACC, đặc biệt là các công trình sân bay tại Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2010 đến 2013. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả thi công, giảm chi phí bảo dưỡng và kéo dài tuổi thọ mặt đường BTXM, góp phần phát triển bền vững hệ thống giao thông Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý chất lượng thi công xây dựng, kết hợp với các khái niệm chuyên ngành về mặt đường BTXM như:

  • Công nghệ thi công mặt đường BTXM: bao gồm các bước chuẩn bị vật liệu, trộn bê tông, vận chuyển, đổ, đầm nén, tạo nhám bề mặt, bảo dưỡng và nghiệm thu.
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật và thiết kế mặt đường BTXM: áp dụng các tiêu chuẩn quốc gia như TCVN 223-95, quyết định 3230/QĐ-BGTVT (2012) về thiết kế và thi công mặt đường bê tông xi măng.
  • Quản lý chất lượng thi công: tập trung vào kiểm soát nguồn vật liệu, thiết bị thi công, quy trình thi công và công tác nghiệm thu.
  • Các loại mặt đường BTXM: phân tấm không cốt thép, cốt thép, lưới thép, cốt thép liên tục, lu lèn, ứng suất trước và lắp ghép, với đặc điểm và phạm vi áp dụng khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa thu thập dữ liệu thực tế và phân tích định lượng, cụ thể:

  • Nguồn dữ liệu: số liệu thi công, nghiệm thu và đánh giá chất lượng mặt đường BTXM tại công ty ACC, đặc biệt các công trình sân bay Nội Bài, Tân Sơn Nhất; tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật; báo cáo kiểm tra chất lượng của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT.
  • Phương pháp chọn mẫu: lựa chọn các đoạn mặt đường BTXM tiêu biểu thi công bởi công ty ACC, bao gồm mặt đường BTXM cốt thép và lưới thép với chiều dày từ 34 đến 40 cm, mác bê tông 350/45.
  • Phương pháp phân tích: phân tích số liệu về độ bằng phẳng (chỉ số IRI), cường độ chịu lực, hiện tượng nứt vỡ, so sánh với tiêu chuẩn kỹ thuật; đánh giá thực trạng quản lý vật liệu, thiết bị và quy trình thi công; khảo sát điều kiện khí hậu ảnh hưởng đến thi công.
  • Timeline nghiên cứu: thu thập và phân tích dữ liệu từ năm 2010 đến 2013, tập trung vào các công trình sân bay Nội Bài và các tuyến đường do công ty ACC thi công.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng vật liệu đầu vào đảm bảo tiêu chuẩn: Cốt liệu nhỏ (cát vàng sông Lô) và cốt liệu lớn (đá dăm 5x20, 5x40) đều đạt các chỉ tiêu cơ lý theo TCVN 7570-2006. Xi măng PC.40 đạt cường độ nén 48,24 MPa sau 28 ngày, vượt yêu cầu tối thiểu 40 MPa. Phụ gia PLACC-02A giúp tăng cường độ bê tông lên 115% sau 28 ngày.

  2. Thiết bị thi công hiện đại và đồng bộ: Công ty ACC sử dụng máy trộn bê tông cưỡng bức năng suất cao, máy rải bê tông tự động, thiết bị đầm nén và bảo dưỡng hiện đại, đảm bảo tiến độ và chất lượng thi công. Tuy nhiên, tại các công trình đường tuần tra biên giới, việc thi công thủ công vẫn chiếm ưu thế, ảnh hưởng đến chất lượng.

  3. Độ bằng phẳng mặt đường chưa đồng đều: Đoạn mặt đường BTXM cốt thép liên tục tại sân bay Nội Bài có chỉ số IRI trung bình khoảng 3, đạt yêu cầu kỹ thuật. Tuy nhiên, một số đoạn trên quốc lộ 1A có IRI > 4, không đạt tiêu chuẩn, gây ảnh hưởng đến sự êm thuận khi vận hành.

  4. Hiện tượng nứt và khe nối chưa được kiểm soát tốt: Khoảng cách khe nứt trên một số đoạn đường vượt quy định (lên đến 20 m so với 2-3 m tiêu chuẩn), độ mở rộng khe nứt lớn hơn 3-4 mm so với giới hạn 1 mm. Nguyên nhân chủ yếu do công tác cắt khe chậm, bảo dưỡng chưa đúng quy trình và vật liệu chèn khe chưa đạt chất lượng.

Thảo luận kết quả

Chất lượng vật liệu đầu vào và thiết bị thi công hiện đại là nền tảng quan trọng giúp công ty ACC đạt được chất lượng mặt đường BTXM tương đối tốt tại các công trình sân bay lớn. Tuy nhiên, sự khác biệt về điều kiện thi công giữa các công trình, đặc biệt là thi công thủ công tại vùng núi và biên giới, dẫn đến chất lượng không đồng đều.

Độ bằng phẳng mặt đường và hiện tượng nứt vỡ phản ánh sự cần thiết trong việc kiểm soát chặt chẽ quy trình thi công, đặc biệt là công tác cắt khe, bảo dưỡng và sử dụng vật liệu chèn khe chất lượng cao. So với các nghiên cứu quốc tế, việc áp dụng công nghệ thi công BTXM cốt thép liên tục giúp giảm thiểu khe nối và tăng độ êm thuận, phù hợp với các tuyến đường cao tốc và sân bay.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố chỉ số IRI trên các đoạn đường, bảng so sánh độ mở rộng khe nứt với tiêu chuẩn kỹ thuật, và sơ đồ quy trình thi công để minh họa các bước kiểm soát chất lượng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý nguồn vật liệu: Kiểm tra nghiêm ngặt chất lượng cốt liệu, xi măng và phụ gia trước khi đưa vào thi công nhằm đảm bảo tính đồng nhất và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Thực hiện kiểm tra định kỳ trong suốt quá trình thi công. Chủ thể thực hiện: Phòng Quản lý chất lượng công ty ACC. Thời gian: ngay lập tức và liên tục.

  2. Nâng cao năng lực và đồng bộ thiết bị thi công: Đầu tư thêm máy móc hiện đại, đặc biệt cho các công trình ở vùng khó khăn, giảm thiểu thi công thủ công. Đào tạo kỹ thuật viên vận hành thiết bị để đảm bảo hiệu quả thi công. Chủ thể thực hiện: Ban Giám đốc công ty ACC. Thời gian: 6-12 tháng.

  3. Cải tiến quy trình thi công và bảo dưỡng: Áp dụng nghiêm ngặt quy trình cắt khe đúng thời điểm, sử dụng vật liệu chèn khe chất lượng cao như Mastic Superseal 444/777, và thực hiện bảo dưỡng bê tông bằng chất tạo màng bảo dưỡng VAPORSTOP-AC. Chủ thể thực hiện: Đội thi công và giám sát kỹ thuật. Thời gian: áp dụng ngay trong các dự án hiện tại.

  4. Tăng cường công tác giám sát và nghiệm thu chất lượng: Thiết lập hệ thống kiểm tra chất lượng toàn diện từ khâu vật liệu đến hoàn thiện mặt đường, sử dụng các thiết bị đo độ bằng phẳng và kiểm tra khe nứt hiện đại. Chủ thể thực hiện: Phòng Quản lý chất lượng và tư vấn giám sát độc lập. Thời gian: triển khai trong vòng 3 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các công ty xây dựng giao thông: Nắm bắt các biện pháp quản lý chất lượng thi công mặt đường BTXM, áp dụng công nghệ và quy trình thi công hiệu quả để nâng cao chất lượng công trình.

  2. Cơ quan quản lý nhà nước về giao thông vận tải: Sử dụng kết quả nghiên cứu để hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM, từ đó nâng cao chất lượng hạ tầng giao thông quốc gia.

  3. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành xây dựng: Tham khảo các số liệu thực tế, phương pháp phân tích và đề xuất quản lý chất lượng để phát triển nghiên cứu sâu hơn về công nghệ thi công mặt đường BTXM.

  4. Nhà thầu và tư vấn giám sát dự án: Áp dụng các biện pháp quản lý và kiểm soát chất lượng thi công, từ đó giảm thiểu rủi ro kỹ thuật và nâng cao hiệu quả thi công các công trình mặt đường BTXM.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mặt đường BTXM có ưu điểm gì so với mặt đường nhựa?
    Mặt đường BTXM có tuổi thọ cao (20-50 năm), cường độ chịu lực ổn định, khả năng chống mài mòn tốt, chi phí bảo dưỡng thấp và an toàn khi vận hành, đặc biệt không bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ và độ ẩm.

  2. Tại sao mặt đường BTXM lại dễ bị nứt?
    Nguyên nhân chính là do co ngót bê tông khi mất nước, ứng suất nhiệt và tải trọng xe, đặc biệt nếu công tác cắt khe và bảo dưỡng không đúng quy trình sẽ làm tăng nguy cơ nứt vỡ.

  3. Các biện pháp nào giúp nâng cao chất lượng thi công mặt đường BTXM?
    Bao gồm kiểm soát chất lượng vật liệu đầu vào, sử dụng thiết bị thi công hiện đại, tuân thủ quy trình thi công và bảo dưỡng nghiêm ngặt, cũng như giám sát và nghiệm thu chặt chẽ.

  4. Công ty ACC đã áp dụng công nghệ thi công nào cho mặt đường BTXM?
    Công ty sử dụng máy trộn bê tông cưỡng bức, máy rải bê tông tự động, thiết bị đầm nén và bảo dưỡng hiện đại, đồng thời áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình thi công nghiêm ngặt.

  5. Khí hậu tại Hà Nội ảnh hưởng thế nào đến thi công mặt đường BTXM?
    Khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm với mùa hè nóng, mưa nhiều và độ ẩm cao gây khó khăn trong việc bảo dưỡng bê tông, dễ dẫn đến co ngót và nứt nếu không có biện pháp bảo dưỡng phù hợp.

Kết luận

  • Mặt đường BTXM là loại mặt đường quan trọng, được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam, đặc biệt trong các công trình sân bay và quốc lộ.
  • Chất lượng thi công mặt đường BTXM tại công ty ACC tương đối tốt nhờ vật liệu đạt chuẩn và thiết bị hiện đại, nhưng vẫn còn tồn tại các vấn đề về độ bằng phẳng và khe nứt.
  • Nghiên cứu đề xuất các biện pháp quản lý tập trung vào kiểm soát vật liệu, nâng cao năng lực thiết bị, cải tiến quy trình thi công và tăng cường giám sát chất lượng.
  • Việc áp dụng các biện pháp này sẽ giúp nâng cao chất lượng thi công, giảm chi phí bảo dưỡng và kéo dài tuổi thọ mặt đường BTXM.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai áp dụng các giải pháp đề xuất, đào tạo nhân lực và theo dõi đánh giá hiệu quả trong các dự án thực tế.

Hành động ngay hôm nay để nâng cao chất lượng thi công mặt đường BTXM, góp phần phát triển hạ tầng giao thông bền vững và hiệu quả!