Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là tìm ra những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình đảm bảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------------------------------- ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số : 9.58.02.05 Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2018
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Giao thông Vận tải Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Bùi Ngọc Toàn 2. PGS.TS. Nguyễn Quang Phúc Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Giao thông Vận tải. Vào hồi…….. giờ,……, ngày…….tháng……. năm 2019 Có thể tìm thấy luận án tại: Trung tâm thông tin thư viện Trường Đại học Giao thông vận tải
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN CÁC BÀI BÁO ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ 1. Ths.NCS. Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu sử dụng thiết bị không phóng xạ, không phá hủy-Troxler kiểm soát độ chặt đầm nén bê tông nhựa nóng hiện trường”,Tạp chí Giao thông vận tải, (1+2), tr.67-71. 2. Ths.NCS. Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu xác định độ lệch chuẩn của các chỉ tiêu cơ bản khi thi công các lớp mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam”,Tạp chí Giao thông vận tải.(7), tr.57-61. 3. Ths.NCS. Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Phân tích ảnh hưởng của chất lượng thi công đến dự báo đặc trưng khai thác của mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam”, Tạp chí Giao thông vận tải.(8), tr.59-62. 4. Ths.NCS. Đồng Xuân Trường, PGS.TS Bùi Ngọc Toàn, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu đề xuất hệ số thanh toán khi thi công các lớp mặt đường bê tông nhựa nóng ở Việt Nam”, Tạp chí Giao thông vận tải.(9), tr.37-40. 5. Ths.NCS. Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định và độ dẻo khi thí nghiệm Marshall ở Việt Nam”, Tạp chí Giao thông vận tải.(10), tr.44-48.
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề nghiên cứu Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các công trình hạ tầng GTVT ở Việt Nam thì số lượng các công trình không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng, mỹ thuật đã và đang đặt ra cho các nhà khoa học, nhà quản lý cũng như các nhà thầu thi công một câu hỏi cần có sự trả lời thỏa đáng, đó là làm thế nào để có thể đảm bảo và kiểm soát chất lượng công trình GTVT? Hướng đi chất lượng đang là lựa chọn hợp lý cho các nhà thầu và những nhà quản lý. Vì vậy, vấn đề quản lý chất lượng tổng thể trong quá trình thi công là vấn đề rất được quan tâm hiện nay. Trong công tác thi công đường, các lớp BTN là một hạng mục chiếm tỷ trọng lớn về chi phí, ảnh hưởng lớn đến quá trình vận hành, khai thác sau này của công trình. Ở Việt Nam hiện nay, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên chưa có nhiều công trình nghiên cứu một cách toàn diện và hệ thống làm thế nào để có thể đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt trong điều kiện thực tiễn ở Việt Nam. Do vậy cần có những nghiên cứu, đầu tư có chọn lọc để Việt Nam có thể từng bước tiếp cận các tiêu chuẩn hiện đại của các nước phát triển trên thế giới, từ đó có thể tiếp thu, chuyển giao có chọn lọc các tiêu chuẩn, ứng dụng các nghiên cứu tiên tiến của các nước phát triển đi trước, tiến tới xây dựng, hoàn chỉnh đồng bộ các bộ tiêu chuẩn đảm bảo và kiểm soát chất lượng áp dụng trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam” là cần thiết, cấp bách có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần đáp ứng yêu cầu và nhiệm vụ cấp thiết trong việc phát triển hạ tầng GTVT, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển đất nước. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài là tìm ra những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình
2 đảm bảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp bê tông nhựa chặt trong kết cấu mặt đường mềm trên cơ sở các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành. Nghiên cứu các lớp vật liệu trong tầng mặt của kết cấu áo đường mềm BTNC19 và BTNC12.5 thiết kế hỗn hợp theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường 60/70. 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận án tiến sĩ tập trung nghiên cứu hoàn thiện công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp BTN chặt trong tầng mặt kết cấu mặt đường giao thông. Các vấn đề liên quan tới việc nghiệm thu và chấp nhận sản phẩm hỗn hợp BTN chặt thiết kế theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường và ảnh hưởng của công tác đảm bảo chất lượng tới đặc trưng khai thác và tuổi thọ của kết cấu mặt đường mềm ở một số dự án đã triển khai. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học  Làm rõ được cơ sở khoa học, khả năng và đề xuất áp dụng phương pháp thống kê trong đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa theo thời gian ở Việt Nam.  Phân tích được ảnh hưởng của hệ thống đảm bảo chất lượng tới chất lượng công trình, từ đó có thể đề xuất, khắc phục các vấn đề còn tồn tại trong qui trình đảm bảo chất lượng hiện hành. Luận án bước đầu góp phần xây dựng hệ thống lý luận về quy trình đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt BTN. 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất được giải pháp để hoàn thiện công tác đảm bảo chất lượng trong công tác thi công BTN chặt, từ đó nâng cao được chất lượng công trình và tuổi thọ công trình, làm giảm được các chi phí duy tu, sửa chữa và tiết kiệm ngân sách quốc gia cũng như đảm bảo an toàn giao thông cho người tham gia giao thông do chất lượng công trình được nâng cao.
3 5. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục...Đề tài gồm 4 Chương:  Chương 1: Tổng quan công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường BTN chặt  Chương 2: Nghiên cứu phương pháp xác suất thống kê trong quy trình đảm bảo chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam  Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của đảm bảo chất lượng đến các đặc trưng khai thác mặt đường bê tông nhựa.  Chương 4: Nghiên cứu đề xuất hệ số thanh toán tổng hợp để đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt ở Việt Nam. Chương 1 TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT 1.1 Những khái niệm chung 1.1.1 Chất lượng Chất lượng có thể được hiểu là mức độ hay cấp độ thỏa mãn yêu cầu của khách hàng đối với sản phẩm. Chất lượng công trình xây dựng là những yêu cầu về an toàn, bền vững, kỹ thuật và mỹ thuật của công trình nhưng phải phù hợp với qui chuẩn và tiêu chuẩn xây dựng, các qui định trong văn bản qui phạm pháp luật có liên quan và hợp đồng kinh tế. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình xây dựng, trong đó có yếu tố cơ bản nhất là năng lực quản lý (của chính quyền, của chủ đầu tư) và năng lực của các nhà thầu tham gia các quá trình hình thành sản phẩm xây dựng. 1.1.2 Quản lý chất lượng Quản lý chất lượng là quá trình xác định và quản trị các hoạt động cần thiết để đạt được mục tiêu chất lượng của một tổ chức. Theo tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO, quản lý chất lượng nhằm đề ra các chính sách, mục tiêu, trách nhiệm, thực hiện bằng các biện pháp hoạch định chất lượng, kiểm soát chất lượng, cải tiến chất lượng, đảm bảo chất lượng trong khuôn khổ một hệ thống. 1.1.3 Đảm bảo chất lượng Đảm bảo chất lượng (Quanlity Assurance - QA) là toàn bộ các hoạt động có kế
4 hoạch và hệ thống, được tiến hành trong hệ thống chất lượng, chứng minh hệ thống đủ mức cần thiết để tạo sự tin tưởng, sản phẩm thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu chất lượng. Thiết kế Quy hoạch Các kế hoạch và tiêu chuẩn kỹ Bảo trì Đấu thầu Thi công Đảm bảo chất lượng thi công Quy trình kiểm Chủ đầu tư Đảm bảo độc soát CL chấp thuận lập Hình 1.1: Công tác đảm bảo chất lượng [43] Có thể hiểu Hình 1.1 [43], Đảm bảo chất lượng là hệ thống bao gồm từ tổ chức thể chế đến các văn bản pháp luật, các tiêu chuẩn qui trình, đến cơ cấu nhân sự trong toàn bộ các khâu của chu trình thực hiện thi công và khai thác một công trình nói chung và của công trình giao thông nói riêng. Đảm bảo chất lượng thi công được thực hiện bởi hệ thống tổ chức quản lý chất lượng thực hiện dự án và hệ thống thể chế quản lý chất lượng của Nhà nước 1.1.4 Kiểm soát chất lượng Kiểm soát chất lượng là quá trình nhằm duy trì một chuẩn mực. Quá trình kiểm soát là một quá trình phản hồi, theo dõi đối tượng đang được kiểm soát, so sánh với các chuẩn mực và hiệu chỉnh khi có sai lệch với chuẩn mực. 1.2 Đảm bảo chất lượng thi công thông qua các mức - tiêu chuẩn 1.2.1 Các mức quy định tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng thi công mặt đường Theo AASHTO (2003) – phân loại các tiêu chuẩn xây dựng giao thông Hoa kỳ
5 [45], theo trình tự phát triển bao gồm có 5 mức quy định tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng thi công công trình giao thông nói chung và kết cấu mặt đường nói riêng gồm: 1. Phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật (MS - Method Specifications); 2. Tiêu chuẩn kết quả cuối cùng (ERS-End-Result Specifications); 3. Tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng (QAS-Quality Assurance specification); 4. Tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến chất lượng khai thác (PRS-Performance- Related Specifications); 5. Tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng của chất lượng khai thác (PBS-Performance- Based Specifications). Hiện nay ở Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật MS (Method Specifications) trong thi công bê tông nhựa. Đây là mức thấp nhất trong 5 phương pháp đảm bảo chất lượng. Phương pháp này mới chỉ dừng ở thỏa mãn các tiêu chuẩn/chỉ dẫn kỹ thuật mà chưa có đánh giá ảnh hưởng của các chỉ tiêu kỹ thuật đến các đặc trưng khai thác của mặt đường và cũng chưa sử dụng phương pháp thống kê. Hình 1.2: Các mức đảm bảo chất lượng bê tông nhựa [45] 1.2.2 Nghiên cứu một số tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt Luận án nghiên cứu nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo chất lượng BTN ở Mỹ và một số quốc gia ở Châu Á. Nghiên cứu cho thấy, Florida là bang phía Tây nam nước Mỹ, có vĩ độ gần với Việt Nam nhất, từ 24°30′ - 31°00′. Nhiệt độ cao nhất trung bình vào cuối tháng 7 là khoảng 90°F (32- 34°C). Nhiệt độ thấp nhất trung bình từ đầu đến giữa tháng 1 dao động từ khoảng 40°F (4 -7 °C) tại bắc Florida đến trên 60°F (16°C) từ Miami về phía nam. Với nhiệt độ trung bình ngày là 70.7 °F (21.5 °C), Florida là bang ấm nhất tại Mỹ, có khí hậu tương đồng với một số vùng Việt Nam, Theo tiêu chuẩn Bang này[45] quy định:
6 Tần suất kiểm tra trong quá trình thi công được quy định: Cốt liệu 1 lần/1000 tấn; Hàm lượng nhựa, cấp phối hỗn hợp, Gmb, Gmm 1 ngày 1 lần nếu sản xuất >100 tấn và 1 ngày 2 lần nếu sản xuất >1000 tấn. Hệ số thanh toán cho từng chỉ tiêu được tính theo công thức: 55  0.5* PWL PF  100 (1.1) Hệ số thanh toán tối đa cho các chỉ tiêu 1.05, nếu hệ số PF nhỏ hơn 0.75 phải xem xét loại bỏ. CPF=0.35PFD + 0.25PFVa + 0.25 PFPb + 0.1 PFP200 + 0.05PFP8 (1.2) Hệ số thanh toán tổng hợp CPF có trọng số: độ chặt PFD chiếm 35%; độ rỗng dư PFVa chiếm 25%; hàm lượng nhựa PFPb chiếm 25%; lượng lọt qua sàng 0.075mm PFP200 chiếm 10% và 5% lượng lọt qua sàng 2.36mm PFP8 1.3 Nghiên cứu một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa ở VN Luận án đã nghiên cứu, phân tích các tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa nóng sau:TCVN8819-2011[1]; 22 TCN356-06[7]; Quyết định 858/QĐ- BGTVT [9] 1.4 Hệ số thanh toán PF thi công bê tông nhựa Hệ số thanh toán pay (PF): là hệ số, thường được tính bằng phần trăm, được sử dụng để xác định mức chi trả cho Nhà thầu đối với một đơn vị công việc/sản phẩm dựa trên chất lượng của công việc/sản phẩm được đánh giá. Hệ số thanh toán tổng hợp (CPF): được xác định trên cơ sở hệ số thanh toán thành phần các chỉ tiêu chất lượng nhân với các trọng số tương ứng. 1.4.1 Áp dụng hệ số thanh toán PF, CPF ở Việt Nam trong thời gian gần đây: Trong thời gian gần đây, việc thanh toán sản phẩm hoàn thành dựa trên công tác đảm bảo chất lượng công việc đã được đề cập thông qua hệ số thanh toán (PF) và hệ số thanh toán tổng hợp (CPF) tại một số dự án có vốn vay ưu đãi nước ngoài (ODA). Ở các dự án này việc thanh toán, giải ngân vẫn áp dụng theo phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật (MS - Method Specifications). Đây là mức thấp nhất trong 5 phương pháp đảm bảo chất lượng. Phương pháp này mới chỉ dừng ở mức Chủ đầu tư và Nhà thầu thực hiện các công việc trên cơ sở thỏa mãn các tiêu chuẩn/chỉ dẫn kỹ thuật cụ thể, không dự báo được chất lượng công trình, các rủi ro sau khi đưa công trình vào khai thác. Hệ số thanh toán là một trong những giải pháp, cần có nghiên cứu ở Việt Nam nhằm đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường BTN ở Việt Nam.
7 1.4.2 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Hoa Kỳ Nhiều bang ở Hoa Kỳ đã sử dụng hệ số thanh toán PF khi thi công bê tông nhựa. Các chỉ tiêu thường được sử dụng khi tính PF là độ chặt thi công, độ rỗng dư, hàm lượng nhựa, lượng lọt qua các sàng quan trọng như 4.75mm, 2.36mm và 0.075mm. Theo khảo sát dự án NCHRP 10-79 [32] có 31/37 bang sử dụng hệ số thanh toán PF và CPF với giá trị thưởng tối đa đến 105% và khi hệ số PF xuống dưới 75% yêu cầu phải bóc bỏ. 1.5 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết Trên cơ sở phân tích những nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước, luận án tập trung vào một số vấn đề sau: 1. Nghiên cứu cơ sở khoa học, phân tích khả năng và đề xuất áp dụng phương pháp thống kê trong đảm bảo chất lượng thi công theo thời gian ở Việt Nam; 2. Nghiên cứu đánh giá công tác thi công lớp bê tông nhựa của một số dự án được thực hiện gần đây. 3. Nghiên cứu hướng đánh giá chất lượng bằng hệ số thanh toán (PF – Pay factor) và hệ số thanh toán tổng hợp (CPF – combined pay factor) bổ sung vào tiêu chuẩn để đảm bảo chất lượng, trong đó từng bước xây dựng, áp dụng hệ số thanh toán tổng hợp (CPF). Chương 2 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT THỐNG KÊ TRONG CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BTN Hiện nay, tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu lớp BTN ở Việt Nam vẫn chưa quy định áp dụng một cách có hệ thống phương pháp kiểm soát chất lượng bằng thống kê, chỉ một số tiêu chuẩn có đề cập đến xác định giá trị đặc trưng, độ chụm, độ lệch mà chưa có những tiêu chuẩn kiểm soát thống kê theo thời gian. Các nước như Mỹ, Trung Quốc, EU,…đã áp dụng phương pháp thống kê trong kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa và đã biên soạn các tiêu chuẩn như AASHTO R 42-2011 [52] (Mỹ), ASTM D6927-15; JTG F40-2004 [38] (Trung Quốc). Quyết định 858/QĐ-BGTVT [9] ban hành ngày 26/3/2014 cũng bước đầu quy định kiểm soát độ chặt thi công bê tông nhựa theo phương pháp thống kê. Qua thực tế triển khai Quyết định 858 đã cho các kết quả tốt, giảm thiểu được các hư hỏng mặt đường. 2.1 Các biểu đồ kiểm soát áp dụng trong thi công Trong khuôn khổ luận án đã nghiên cứu kiểm soát quá trình bằng biểu đồ kiểm tra, các đồ thị kiểm soát quá trình, các biểu đồ kiểm soát áp dụng trong thi công.
8 Ví dụ như đồ thị kiểm soát lượng nhựa dưới đây: Kiểm soát hàm lượng nhựa 1 5.4 3 UCL=5.35 5.2 Hàm lượng nhựa % 5.0 _ X=4.9 4.8 6 4.6 5 5 LCL=4.45 4.4 1 1 4.2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Ngày kiểm tra Hình 2.1: Đồ thị kiểm soát hàm lượng nhựa 2.2 Nghiên cứu sử dụng thiết bị không phóng xạ không phá hủy-Troxler kiểm soát độ chặt đầm nén bê tông nhựa nóng hiện trường Thiết bị đo độ chặt bằng phóng xạ được sử dụng ở Việt Nam để đánh giá độ chặt thi công từ những năm 1995-2000 khi thi công các dự án vay vốn nước ngoài. Tuy nhiên, vì sử dụng nguồn phóng xạ nên cần phải có điều kiện đặc biệt về an toàn, bảo quản, quy trình đo,…nên hầu như không còn được dùng, các thiết bị cũng đã cũ và lạc hậu, không đơn vị nào muốn nhận đến nay đã hỏng. 2.3 Đề xuất trình tự đo độ chặt bằng thiết bị không phá hủy, không phóng xạ Thiết bị đo độ chặt theo nguyên lý điện từ được sử dụng rộng rãi ở Hoa Kỳ và các nước phát triển, nguyên lý đo mật độ vật chất và đối chứng với một “phương pháp đo chuẩn” để đưa ra hệ số hoặc phương trình hiệu chuẩn thiết bị. Tiêu chuẩn áp dụng phổ biến là AASHTO T343 [51], ASTM D7113 [50]. Đề xuất trình tự phương pháp xác định độ chặt thông qua mẫu khoan: - Xác định vị trí đo thử nghiệm: -Tại vị trí thử nghiệm đánh dấu các điểm đo, đặt thiết bị đo độ chặt tại các điểm đã đánh dấu và tiến hành đo đạc lưu số liệu. - Tiến hành khoan đường kính 150mm các điểm đã đánh dấu sau khi đo bằng máy. - Xác định khối lượng thể tích mẫu khoan trong phòng thí nghiệm theo TCVN 8860-5: 2011 hoặc AASHTO T166 hoặc các tiêu chuẩn tương đương. - Tính hiệu chênh lệch giữa khối lượng thể tích đo bằng máy và thí nghiệm trên mẫu khoan. - Tính toán thống kê hiệu chuẩn để xác định hệ số tiêu định hoặc phương trình hồi quy chuyển từ giá trị đo sang kết quả thực để đánh giá độ chặt, độ đồng đều
9 khi thi công bê tông nhựa. Hình 2.2a: Máy đo Troxler Hình 2.2b: Sơ đồ đo 2.4 Đánh giá, đề xuất độ chặt thi công bê tông nhựa chặt Các tiêu chuẩn thi công BTN hiện hành ở Việt Nam như TCVN8819-2011, 22TCN356-06, Quyết định 858/BGTVT đều sử dụng công thức xác định độ chặt đầm nén K= tn/0 với tn là khối lượng thể tích trung bình của bê tông nhựa sau khi thi công ở hiện trường (xác định trên mẫu khoan) và 0 là khối lượng thể tích trung bình của bê tông nhựa ở trạm trộn tương ứng với lý trình kiểm tra. Mật độ kiểm tra: 2500 m2 mặt đường (hoặc 330 m dài đường 2 làn xe) /1 tổ 3 mẫu khoan. Quy trình quy định độ chặt đầm nén phải không nhỏ hơn 98% và độ rỗng dư từ 3-6%. Việc quy định như trên có nhiều bất cập, từ việc xác định chính xác 0 đến việc kiểm soát độ rỗng dư không vượt quá giới hạn 3-6%. Nếu hỗn hợp BTN thiết kế có độ rỗng dư từ 5-6% mà quy định độ chặt ≥98% thì độ rỗng thực tế sẽ vượt quá giới hạn 6% lên đến gần 8%, nhiều chủ đầu tư và tư vấn giám sát rất lúng túng về vấn đề này, nhất là trong giai đoạn hiện nay để chống hằn lún vệt bánh xe BTN thiết kế thô hơn, ít nhựa hơn dẫn đến độ rỗng lớn hơn. Hoa Kỳ cũng đã không quy định độ chặt theo 0 mà theo tỷ trọng lớn nhất mm. Công thức xác định độ chặt K=tn/mm và yêu cầu K≥92%. Với các phân tích nêu trên, đề xuất công thức xác định độ chặt đầm nén K và độ rỗng dư Va như sau: Gmb K  100 ; Va  100  K Gmm (2.1) Với K là độ chặt đầm nén (%); Gmb là tỷ trọng khối của hỗn hợp BTN đã đầm; Gmm là tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN tương ứng; Va là độ rỗng dư (%), kiến nghị Kmin = 92%, Kmax = 98%. 2.5 Kiểm soát độ đồng đều thi công bê tông nhựa chặt một số dự án bằng máy đo độ chặt Troxler 270- B plus Theo quy trình đã đề xuất Mục 2.3 ở trên, thực hiện cho 2 đoạn thuộc 2 gói thầu: Gói thầu 1: ĐN-QN và Gói thầu RAP/CP16: QL6 HN-SL với loại BTNC19 dày
10 7cm và BTNC12.5 dày 5cm với cùng công thức thiết kế hỗn hợp và cùng đơn vị thi công. - Gói thầu 1: (Km4+300 đến Km7+350) – thuộc dự án Cao tốc ĐN-QN Kết cấu tầng mặt: 3 lớp BTN (BTN tạo nhám: 2.5cm – BTNC12.5: 5cm – BTNC19:7cm), Kết quả thực hiện, cụ thể dưới đây: Kết quả đối với hỗn hợp BTNC12.5 Biểu đồ: Gmb-M-BTNC 12.5, Gmb-K-BTNC12.5 Biểu đồ: Gmb-K-BTNC12.5 vs Gmb-M-BTNC12.5 Normal Error Variance Ratio (Gmb-K-BTNC12.5/Gmb-M-BTNC12.5) = 1 0.05 2400 Variable Mean StDev N Orthogonal Gmb-M-BTN C12.5 2371 12.17 49 Least Squares Gmb-K-BTN C12.5 0.04 2372 11.95 49 2390 Gmb-K-BTNC12.5 0.03 2380 Density 0.02 2370 2360 0.01 Orthogonal: Gmb-K-BTNC12.5 = 43.40 + 0.982 Gmb-M-BTNC12.5 2350 Least Squares: Gmb-K-BTNC12.5 = 68.97 + 0.971 Gmb-M-BTNC12.5 0.00 2350 2360 2370 2380 2390 2400 2350 2360 2370 2380 2390 24 00 Khối lượn g thể tích (kg/m3) Gmb-M-BTNC12.5 a) Biểu đồ phân bố b) Biểu đồ phân tích hồi quy Hình 2.3: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 +3SL=96.50% 96.50% UCL=96.50% 96.00% +2SL=95.97% 6 66 Độ chặt đầm nén BTN 6 95.50% +1SL=95.45% 2 _ 95.00% X=94.92% 94.50% -1SL=94.40% 6 6 94.00% -2SL=93.88% 93.50% LCL=93.35% -3SL=93.35% 93.00% 1 21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 Điểm kiểm soát Hình 2.4: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 Nhận xét từ Hình 2.4 quá trình thi công BTN tốt, đảm bảo độ chặt đồng đều, với giá trị trung bình 94.92%, chủ yếu các điểm nằm trong phạm vi ±2σ, không có điểm nào vượt ra ngoài ±3σ, từ đó thấy rằng việc áp dụng thiết bị không phá hủy trong việc kiểm soát độ chặt BTN trong việc kiểm soát độ chặt đồng đều là cần thiết. - Gói thầu RAP/CP16 (thuộc dự án nâng cấp QL6 Hòa Bình – Sơn La) Quá trình thực hiện tương tự các bước như trên được các kết quả sau:
11 Biểu đồ: G mb-M-BTNC 12.5, Gmb-K-BTNC 12.5 Biểu đồ: Gmb-K-BTNC12.5 vs Gmb-M-BTNC12.5 Normal Error Variance Ratio (Gmb-K-BTNC12.5/Gmb-M-BTNC12.5) = 1 0. 05 Variable 2415 Mean S tDev N Orthogonal Gmb- M- BTNC 12.5 2399 9.335 8 Least Squares Gmb- K -BTN C12.5 2400 9.981 8 2410 0.04 Gmb-K-BTNC12.5 2405 Den sity 0. 03 2400 0. 02 2395 0.01 2390 Orthogonal: Gmb-K-BTNC12.5 = - 167.6 + 1.070 Gmb-M-BTNC12.5 2385 Least Squares: Gmb-K-BTNC12.5 = - 130.8 + 1.055 Gmb-M-BTNC12.5 0. 00 2385 2390 2395 2400 2405 2410 2415 2380 2390 2400 24 10 24 20 Khối lượng thể tích (kg/m3) Gmb-M-BTNC12.5 a) Biểu đồ phân bố b) Biểu đồ phân tích hồi quy Hình 2.5: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 96.50% +3SL=96.34% UCL=96.34% 96.00% 6 2 +2SL=95.86% 6 6 2 Độ chặt đầm nén BTN 6 95.50% +1SL=95.38% 2 2 95.00% _ X=94.90% 94.50% -1SL=94.42% 6 6 94.00% -2SL=93.94% 6 93.50% LCL=93.46% -3SL=93.46% 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 Điểm kiểm soát Hình 2.6: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 Nhận xét từ Hình 2.6 quá trình thi công BTN tốt, đảm bảo độ chặt đồng đều, với giá trị trung bình 94.90%, chủ yếu các điểm nằm trong phạm vi ±2σ, không có điểm nào vượt ra ngoài ±3σ. 2.6 Nghiên cứu thí nghiệm liên phòng đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định và độ dẻo Marshall ở Việt Nam Loại BTN nghiên cứu điển hình cho khu vực phía Bắc. Nghiên cứu được thực hiện với 2 loại BTNC12.5 và BTNC19 nhựa 60/70, được trộn từ trạm và cung cấp BTN rời cho 8 (tám) phòng thí nghiệm khu vực phía Bắc. Bao gồm: 2 phòng của các Trường Đại học (ĐHGTVT và ĐHCNGTVT), 1 phòng của Viện KHCN GTVT, 3 phòng từ công ty TVGS, 2 phòng của Nhà thầu Công ty Sơn Hải và Công ty ACC). Các thông tin về phòng thí nghiệm, loại BTN, đoạn tuyến, loại mẫu được mã hóa để đảm bảo khách quan, tổng số mẫu thí nghiệm 192 mẫu. Mỗi phòng thí nghiệm thực hiện: 12 mẫu BTNC12.5; 12 mẫu BTNC19, với mỗi loại BTN có 6 mẫu ngâm 60oC trong 40 phút (điều kiện 1) và 6 mẫu ngâm 60oC trong 24 giờ (điều kiện 2). Nghiên cứu theo trình tự đã phân tích. Kết quả được thể hiện ở các hình 2.8 và bảng sau:
12 Biểu đồ độ ổn định Marshall BTNC19, kN Biểu đồ độ dẻo Marshall BTNC19, mm 95% CI for the Mean 95% CI for the Mean 16 6 12.0167 11.1667 11.0617 10.9833 4.11667 10.6667 12.1 14 10.2167 3.89833 11.7 11.7 10.1167 10.0167 9.76667 5 3.66667 3.64833 10.37 3.55333 9.22833 9.08333 3.89 12 3.82 3.16667 3.08333 3.02333 2.94333 2.91333 2.78167 9.1 4 3.23 3.015 2.58833 10 S, kN F, mm 8 3 6 2 4 2 1 0 Điều kiện 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 Điều kiện 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 Phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 Individual standard deviations are used to calculate the intervals. Individual standard deviations are used to calculate the intervals. a) Độ ổn định Marshall BTNC19 b) Độ dẻo Marshall BTNC19 Hình 2.7: Kết quả thí nghiệm tính độ chụm Hình 2.8: Minh họa biểu đồ thống kê độ ổn định 40 phút BTNC19 Bảng 2.1: Kết quả tính độ chụm BTNC19 BTNC12.5 Chỉ Độ ổn Độ ổn Độ ổn Độ ổn Độ dẻo Độ dẻo Độ dẻo Độ dẻo tiêu định định định định 40min 24h 40min 24h 40min 24h 40min 24h x 11.219 3.020 9.943 3.648 11.882 2.821 10.631 3.425 Sr 0.8313 0.3411 0.6692 0.3103 0.8493 0.2594 0.7742 0.2803 %Sr 7.41% 11.30% 6.73% 8.51% 7.15% 9.20% 7.28% 8.18% r 2.304 0.946 1.855 0.860 2.354 0.719 2.146 0.777 %r 20.54% 31.31% 18.65% 23.58% 19.81% 25.49% 20.19% 22.69% SR 0.9546 0.3428 1.1348 0.5430 1.0526 0.3336 1.3084 0.6441 %SR 8.51% 11.35% 11.41% 14.89% 8.86% 11.83% 12.31% 18.81% R 2.646 0.950 3.145 1.505 2.918 0.925 3.627 1.785 %R 23.59% 31.47% 31.63% 41.26% 24.55% 32.78% 34.11% 52.13% Từ kết quả Bảng 2.1 tính các giá trị độ lệch chuẩn trung bình %Sr và độ lệch chuẩn lặp lại %SR (1s%) và quy tròn để tăng an toàn: - Điều kiện lặp lại: + Độ ổn định Marshall: (7.41+6.73+7.15+7.28)/4 = 7.14% lấy tròn 7.00% + Độ dẻo Marshall: (11.30+8.51+9.20+8.18)/4=9.30% lấy tròn 9.00%
13 - Điều kiện tái lập: + Độ ổn định Marshall: (8.51+11.41+8.86+12.31)/4 = 10.27% lấy tròn 10.00% + Độ dẻo Marshall: (11.35+14.89+11.83+18.81)/4=14.22% lấy tròn 14.00% Giá trị %r và %R (d2s%) được tính theo công thức: d2s%=2.8 x 1s% có lấy tròn Kiến nghị các giá trị độ chụm như Bảng 2.2: Bảng 2.2: Độ chụm Marshall ở Việt Nam Chỉ tiêu Marshall Điều kiện thí nghiệm 1s% d2s% Điều kiện lặp lại 7 20 Độ ổn định Marshall, % Điều kiện tái lập 10 28 Điều kiện lặp lại 9 25 Độ dẻo Marshall, % Điều kiện tái lập 14 39 Trong đó: - 1s% là giới hạn hay hệ số biến sai của các kết quả thí nghiệm. - d2s% là giới hạn sự khác biệt tối đa có thể chấp nhận được giữa hai thử nghiệm được thể hiện dưới dạng phần trăm của trị số trung bình 2 giá trị. 2.7 Nhận xét, kết luận chương Luận án đã nghiên cứu cơ sở khoa học, phân tích khả năng và đề xuất áp dụng phương pháp thống kê trong kiểm soát chất lượng thi công theo thời gian ở Việt Nam. Những nhận xét, kết luận và kiến nghị được rút ra: 1- Biểu đồ kiểm soát là một phần quan trọng khi kiểm soát chất lượng thi công BTN, là công cụ hữu ích để điều chỉnh sản xuất, để đảm bảo rằng các thông số kỹ thuật được đáp ứng, giảm thiểu hoặc ngừng sản xuất và tránh được phạt khi thanh toán. 2- Đề xuất tối thiểu cần lập biểu đồ kiểm soát cho các thông số hàm lượng nhựa, phần trăm lọt sàng 0.075mm, phần trăm lọt sàng 2.36 và/hoặc 4.75, độ rỗng dư Va, độ rỗng cốt liệu VMA của mẫu đầm trong phòng. Biểu đồ kiểm soát cũng được lập cho chiều dày lớp rải, độ chặt đầm nén và độ rỗng Va tại hiện trường. 3- Có thể sử dụng thiết bị đo không phá hủy, không phóng xạ xác định độ chặt đầm nén và kiểm soát quá trình thi công BTN đảm bảo độ tin cậy so với phương pháp khoan. Nghiên cứu đã đề xuất quy trình đo, xử lý và đánh giá số liệu để hiệu chuẩn máy đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus; 4- Nghiên cứu sửa đổi lại không tính hệ số đầm chặt theo khối lượng thể tích mà theo tỷ trọng lớn nhất của hỡn hợp BTN. 5- Nghiên cứu thực nghiệm đề xuất được bộ giá trị độ chụm khi thí nghiệm
14 Marshall, bước đầu đề xuất trình tự đánh giá độ chụm cho BTNC sử dụng nhựa 60/70. Chương 3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở VIỆT NAM Nội dung của chương đánh giá mức độ biến động một số chỉ tiêu khi thi công một số dự án lớn ở Việt Nam. Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp bê tông nhựa đến đặc trưng khai thác của kết cấu mặt đường mềm ở Việt Nam. 3.1 Độ lệch chuẩn và nghiên cứu độ lệch chuẩn các thông số khi thi công bê tông nhựa Độ lệch chuẩn, hay độ lệch tiêu chuẩn (Standard Deviation) là một đại lượng thống kê mô tả dùng để đo mức độ phân tán của một tập dữ liệu đã được lập thành bảng tần số. Độ lệch chuẩn là thông số quan trọng nhất khi đánh giá độ đồng đều của quá trình thi công. Tiêu chuẩn AASHTO R42 [52] đánh giá độ đồng đều của quá trình thi công bằng biểu đồ kiểm soát đã được đưa vào quy trình thi công của Mỹ. Nghiên cứu này từ số liệu kiểm định, thí nghiệm ở 23 dự án lớn, mỗi dự án lại có nhiều đoạn do Trường Đại học GTVT cơ sở Hà Nội, phân hiệu thành phố Hồ Chí Minh và Viện KHCN GTVT thực hiện năm 2013-2017 [13,14]. Các dự án đều là các tuyến đường ô tô cao tốc, đường cấp cao được các đơn vị chuyên nghiệp thi công trải đều cả 3 miền Bắc, Trung, Nam đảm bảo tính đại diện. 3.2 Trình tự các bước tính toán Trình tự các bước tính toán được thực hiện như sau: - Mã hóa dự án để đảm bảo khách quan, không làm phát tán thông tin kiểm định. - Với mỗi đoạn có thiết kế khác nhau của dự án (i) lấy các thông số từ hồ sơ thiết kế Xtki: Cấp phối thiết kế, hàm lượng nhựa, độ ổn định, độ dẻo,… - Từ kết quả kiểm định, thí nghiệm, xác định được giá trị thực tế Xtti - Tính phần dư Xpdi = Xtti – Xtki - Tập hợp các giá trị tuyệt đối và các phần dư của các thông số của tất cả các dự án thành những cột số liệu, loại bỏ số liệu ngoại lai (nếu có) theo ASTM E178 [48] - Sử dụng phần mềm phân tích thống kê Minitab18 để kiểm tra phân phối và tính toán độ lệch chuẩn.
15 3.3 Kết quả giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của các thông số BTNC19;12.5 Sử dụng phần mềm Minitab18 phân tích thống kê được kết quả tổng hợp như Bảng 3.1 Số mẫu cho BTNC19 là 731 mẫu, trung bình 32 mẫu/dự án. Số mẫu cho BTNC12.5 là 636 mẫu, trung bình 28 mẫu/dự án. Hình 3.1 minh họa các biểu đồ xác định số liệu ngoại lai và phân tích thống kê của BTNC19 cho các thông số. (với BTNC12.5 cũng thực hiện tương tự). Bảng 3.1: Kết quả TT giá trị trung bình và độ lệch chuẩn các thông số Đơn BTNC19 BTNC12.5 TT Thông số vị Trung bình Độ lệch chuẩn N Trung bình Độ lệch chuẩn N 1 19mm % 0.401 2.948 731 2 12.5mm % 2.255 4.206 731 0.181 4.163 636 3 9.5mm % 2.807 4.008 731 0.648 4.242 636 4 4.75mm % 1.210 3.971 731 1.399 3.874 636 5 2.36mm % 0.185 3.914 731 0.396 4.109 636 6 1.18mm % -0.523 3.293 731 -0.277 4.056 636 7 0.6mm % 0.242 2.765 731 0.060 3.208 636 8 0.3mm % -0.104 2.207 731 -0.104 1.977 612 9 0.15mm % 0.237 1.753 731 0.180 1.674 636 10 0.075mm % 0.829 1.115 731 0.658 1.065 636 11 HL nhựa % -0.017 0.153 703 -0.012 0.157 607 12 Độ ổn định kN 9.117 1.556 674 8.601 2.031 530 13 Độ dẻo mm 3.669 0.829 674 3.915 0.692 530 14 Va % 5.286 1.146 674 5.332 0.987 533 15 Chiều dày mm 0.227 0.388 713 0.199 0.356 707 16 Độ chặt K % 99.130 0.856 674 99.120 0.887 533 Từ kết quả Bảng 3.1 có thể vẽ được các biểu đồ:độ ổn định, độ dẻo marshall, độ rỗng dư,độ chặt đầm nén.... như dưới đây: Biểu đồ độ chặt K, % Biểu đồ hộp (Boxplot) phần dư các cỡ hạt Normal 15 0.7 Mean 99.13 10 0.6 StDev 0.8564 N 674 P h ần dư 0.5 5 Mật độ 0.4 0 0.3 -5 0.2 -10 0.1 D19, % D12.5, % D9.5, % D4.75, % D2.36, % D1.18, % D0.6, % D0.3, % D0.15, % D0.075 % 0.0 97 98 99 100 101 102 103 K, % Biểu đồ hộp phần dư các Biểu đồ độ chặt đầm nén cỡ hạt Hình 3.1: Biểu đồ các thông số cơ bản BTNC19 3.4 So sánh độ lệch chuẩn tính toán ở Việt Nam với các nghiên cứu ở Mỹ So sánh độ lệch chuẩn 23 dự án đã tính toán ở trên với các nghiên cứu độ lệch chuẩn ở mĩ giai đoan 2005 đến 2005 được thể hiện Bảng 3.2 dưới đây: Bảng 3.2: Độ lệch chuẩn ở Mỹ và so sánh với độ lệch chuẩn
16 trung bình VN Độ lệch chuẩn Sp Đơn TT Thông số vị ASU Klemunes Epps12.5 Epps19 Y&W T.Bình TB Việt Nam 2005 1995 1989 1989 1975 2005 2018 1 25mm % 0.863 0.797 0.830 2 19mm % 2.046 1.591 1.819 2.948 3 12.5mm % 3.675 2.459 3.220 3.118 4.185 4 9.5mm % 3.691 2.903 2.370 2.620 3.910 3.099 4.125 5 4.75mm % 3.130 3.146 3.720 3.332 3.923 6 2.36mm % 1.906 2.670 2.500 2.380 2.364 4.012 7 1.18mm % 1.280 2.093 1.687 3.675 8 0.6mm % 0.954 3.600 2.277 2.987 9 0.3mm % 0.729 1.117 0.923 2.092 10 0.15mm % 0.574 0.798 0.686 1.714 11 0.075mm % 0.378 0.917 0.410 0.420 0.531 1.090 12 HL nhựa % 0.254 0.240 0.210 0.250 0.239 0.155 13 Độ ổn định kN 1.250 1.430 1.140 1.260 1.270 1.794 14 Độ dẻo mm 1.257 1.290 1.274 0.761 15 Va % 0.962 1.410 1.258 1.210 1.067 16 Chiều dày mm 0.390 0.390 0.372 17 Độ chặt % 0.872 Theo Bảng 3.2 trên độ lệch chuẩn trung bình một số chỉ tiêu BTN chặt của Việt Nam còn lớn hơn so với Mỹ, Do vậy cần có nghiên cứu cải thiện độ đồng đều trong quá trình thi công. 3.5 Sử dụng phần mềm QRSS đánh giá ảnh hưởng của đảm bảo và kiểm soát chất lượng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường mềm 3.5.1 Nguyên lý và cấu trúc của phần mềm QRSS QRSS là một phần mềm chạy trên nên Microsoft window được sử dụng phổ biến, được thể hiện sơ đồ hóa theo hình 3.2 dưới đây, với kết quả đầu ra là sự chênh lệch tuổi thọ do ảnh hưởng của điều kiện thi công so với kỳ vọng của thiết kế, hệ số thanh toán của từng chỉ tiêu giới hạn và hệ số thanh toán tổng hợp CPF.
17 Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát phần mềm QRSS 3.5.2 Phân tích QRSS cho dự án thực tế Phân tích 1 dự án cụ thể khu vực đồng bằng Bắc Bộ (Dự án PL), với các thông số: Tổng lưu lượng xe tải, xe khách năm đầu 4403 xe/nđ, từ phổ tải trọng trục xác định với kịch bản quá tải chỉ 10%, quy đổi ra ESAL18 kip bằng 1839 trục/làn, hệ số tăng trưởng xe hàng năm 4% tính được tổng tích lũy 13.708 triệu trục/làn xe.