QUYẾT ĐỊNH SỐ 52/2006/QĐ-BGTVT
QUYẾT ĐỊNH CỦA BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI SỐ 52/2006/QĐ-BGTVT NGÀY 28 THÁNG 12 NĂM 2006
BAN HÀNH TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 211 – 06 “ÁO ĐƯỜNG MỀM – CÁC YÊU CẦU VÀ CHỈ DẪN THIẾT KẾ”
QUYẾT ĐỊNH
CỦA BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI SỐ 52/2006/QĐ-BGTVT
NGÀY 28 THÁNG 12 NĂM 2006
BAN HÀNH TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 211 – 06
“ÁO ĐƯỜNG MỀM – CÁC YÊU CẦU VÀ CHỈ DẪN THIẾT KẾ”
BỘ TRƯỞNG BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
Căn cứ Luật Ban hành văn bản quy phạm pháp luật ngày 12 tháng 11 năm 1996 và
Luật sửa đổi bổ sung một số điều của Luật Ban hành văn bản quy phạm pháp luật ngày
16 tháng 12 năm 2002;
Căn cứ Luật Giao thông đường bộ ngày 29 tháng 06 năm 2001;
Căn cứ Pháp lệnh Chất lượng hàng hóa ngày 24 tháng 12 năm 1999;
Căn cứ Nghị định số 34/2003/NĐ-CP ngày 04 tháng 04 năm 2003 của Chính phủ
quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Giao thông vận tải;
Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ Khoa học-Công nghệ,
QUYẾT ĐỊNH:
Điều 1. Ban hành kèm theo Quyết định này Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 211 - 06 “Áo
đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế”.
Điều 2. Quyết định này có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày đăng Công báo và thay
thế Quyết định số 1293/KHKT ngày 29 tháng 6 năm 1993 của Bộ Giao thông vận tải ban
hành Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 211 - 93 “Quy trình thiết kế áo đường mềm”.
Điều 3. Chánh Văn phòng Bộ, Chánh Thanh tra Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học -
Công nghệ, Cục trưởng Cục đường bộ Việt Nam, Giám đốc Sở Giao thông vận tải, Sở
Giao thông công chính và Thủ trưởng các cơ quan, tổ chức và cá nhân có liên quan chịu
trách nhiệm thi hành Quyết định này.
KT. BỘ TRƯỞNG
THỨ TRƯỞNG
Trần Doãn Thọ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
22 TCN 211 - 06
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ÁO ĐƯỜNG MỀM - CÁC YÊU
Có hiệu lực từ
CẦU VÀ CHỈ DẪN THIẾT KẾ
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
ngày ...../...../2007.
(Ban hành kèm theo Quyết Định sè 52/2006/QĐ-BGTVT ngµy 28/12/2006
của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải)
QUY ĐỊNH CHUNG
Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế cấu tạo và tính toán cường độ áo
đường mềm trên đường ô tô cao tốc, đường ô tô cấp hạng thiết kế khác nhau, trên
các đường đô thị, đường ô tô chuyên dụng trong cả trường hợp áo đường làm mới
và trường hợp nâng cấp, cải tạo áo đường cũ với định nghĩa về áo đường mềm như
ở mục1.2.1 (áp dụng cho mọi loại kết cấu áo đường làm bằng mọi loại vật liệu
khác nhau, chỉ không áp dụng cho trường hợp kết cấu áo đường cứng có tầng mặt
làm bằng bê tông xi măng).
Ngoài áo đường trên phần xe chạy, trong tiêu chuẩn này cũng quy định các yêu cầu thiết kế
đối với kết cấu áo đường trên phần lề có gia cố và kết cấu áo đường trên các đường bên
bố trí dọc các đường cao tốc hoặc dọc các đường ô tô cấp I, cấp II.
Tiêu chuẩn này cũng được dùng làm cơ sở tính toán đánh giá khả năng làm việc của
kết cấu áo đường mềm trên các tuyến đường hiện hữu nhằm phục vụ cho việc tổ
chức khai thác, sửa chữa, bảo trì đường bộ.
Cùng với tiêu chuẩn này, khi thiết kế áo đường mềm có thể áp dụng các tiêu chuẩn
hoặc quy trình khác nếu được sự chấp thuận của chủ đầu tư hoặc các cơ quan có
thẩm quyền quyết định.
Khi áp dụng quy trình này đồng thời phải tuân thủ các yêu cầu thiết kế đã nêu trong
Điều 8 của TCVN 4054 : 2005 và yêu cầu về vật liệu trong các tiêu chuẩn ngành
về công nghệ thi công và nghiệm thu đối với mỗi loại lớp kết cấu áo đường bằng
vật liệu khác nhau.
Các thuật ngữ
Kết cấu áo đường mềm
Kết cấu áo đường mềm (hay gọi là áo đường mềm) gồm có tầng mặt làm bằng các vật
liệu hạt hoặc các vật liệu hạt có trộn nhựa hay tưới nhựa đường và tầng móng làm bằng
các loại vật liệu khác nhau đặt trực tiếp trên khu vực tác dụng của nền đường hoặc trên
lớp đáy móng.
Tầng mặt áo đường mềm cấp cao có thể có nhiều lớp gồm lớp tạo nhám, tạo phẳng hoặc
lớp bảo vệ, lớp hao mòn ở trên cùng (đây là các lớp không tính vào bề dày chịu lực của kết
cấu mà là các lớp có chức năng hạn chế các tác dụng phá hoại bề mặt và trực tiếp tạo ra
chất lượng bề mặt phù hợp với yêu cầu khai thác đường) rồi đến lớp mặt trên và lớp mặt
dưới là các lớp chịu lực quan trọng tham gia vào việc hình thành cường độ của kết cấu áo
đường mềm.
Tầng móng cũng thường gồm lớp móng trên và lớp móng dưới (các lớp này cũng có thể
kiêm chức năng lớp thoát nước).
Tùy loại tầng mặt, tuỳ cấp hạng đường và lượng xe thiết kế, kết cấu áo đường có thể đủ
các tầng lớp nêu trên nhưng cũng có thể chỉ gồm một, hai lớp đảm nhiệm nhiều chức
năng.
Do kết cấu áo đường mềm là đối tượng của tiêu chuẩn này nên ở một số điều mục khi
viết kết cấu áo đường (hoặc áo đường) thì cũng được hiểu là đó chỉ là kết cấu áo đường
mềm (hoặc áo đường mềm).
Khu vực tác dụng của nền đường
Khu vực này là phần thân nền đường trong phạm vi bằng 80-100cm kể từ đáy kết cấu áo
đường trở xuống. Đó là phạm vi nền đường cùng với kết cấu áo đường chịu tác dụng của
tải trọng bánh xe truyền xuống. Đường có nhiều xe nặng chạy như đường cao tốc, cấp I,
cấp II và đường chuyên dụng thì dùng trị số lớn. Trong TCVN 4054 : 2005 ở mục 7.1.2.1
khu vực này được xác định chung là 80cm kể từ đáy áo đường trở xuống.
Thuật ngữ này tương đương với từ subgrade trong tiếng Anh chuyên ngành.
Kết cấu nền áo đường (Hình 1-1)
Kết cấu nền áo đường hay kết cấu tổng thể nền mặt đường gồm kết cấu áo
đường ở trên và phần khu vực tác dụng của nền đường ở dưới. Thiết kế tổng thể
nền mặt đường có nghĩa là ngoài việc chú trọng các giải pháp thiết kế cấu tạo kết
cấu áo đường còn phải chú trọng đến các giải pháp nhằm tăng cường cường độ và
độ ổn định cường độ đối với khu vực tác dụng của nền đường.
Trong một số trường hợp (xem mục 8.3.7 ở TCVN 4054 : 2005) còn cần bố trí lớp
đáy móng (hay lớp đáy áo đường) thay thế cho 30cm phần đất trên cùng của khu
vực tác dụng của nền đường (có nghĩa là lớp đáy móng trở thành một phần của
khu vực tác dụng).
Lớp đáy móng
Lớp đáy móng có các chức năng sau:
Tạo một lòng đường chịu lực đồng nhất (đồng đều theo bề rộng), có sức chịu tải
tốt;
Ngăn chặn ẩm thấm từ trên xuống nền đất và từ dưới lên tầng móng áo đường;
Tạo “hiệu ứng đe” để bảo đảm chất lượng đầm nén các lớp móng phía trên;
Tạo điều kiện cho xe máy đi lại trong quá trình thi công áo đường không gây hư hại
nền đất phía dưới (nhất là khi thời tiết xấu).
Thuật ngữ lớp đáy móng tương đương với các từ capping layer hoặc improved subgrade
trong tiếng Anh.
Lí p ¹ o
t nh¸m nÕ u ã )
( c
( a y Õ tc Ê u o ê ng )
ng Æt
Lí p Æt( f ng)
m Suraci
t uct e)
m
Pavem ents r ur
¸®
T
Ç
¸ o ê ng
( Õ t c Ê u æ n g h Ó Ò n Æ t ® ê ng )
Lí p ã ng r Bas
m t ªn ( e)
®
k
KÕ tc Ê u Ò n o ê ng
m
m
ng
Lí p ã ng í i(
m d Sub e)
bas
ng
¸®
T
Ç
ã
h
(
tn
n
Lí p ¸y ã ng ( appi l
® m C ng ayer)
t
ade)
K
cm
Subgr
ng 100
td
(
80
c ¸c
v
Khu
ù
ô
Hình 1-1: Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu áo đường mềm và kết cấu
nền - áo đường
Móng mềm
Là các lớp móng làm bằng các loại vật liệu hạt như cấp phối đá dăm; cấp phối sỏi cuội,
cát, đất dính; cấp phối đồi; xỉ phế thải công nghiệp; đá dăm; đất hoặc các lớp móng làm
bằng các loại vật liệu hạt có gia cố các loại nhựa đường.
Móng nửa cứng
Là các lớp móng làm bằng vật liệu hạt có gia cố chất liên kết vô cơ (xi măng, vôi, vôi và
tro bay…)
Vật liệu hạt
Vật liệu hạt là một tập hợp các hạt rời có kích cỡ từ 0 đến D (D là kích cỡ hạt lớn nhất)
trong đó cường độ liên kết giữa các hạt luôn nhỏ hơn nhiều so với cường độ bản thân mỗi
hạt và do đó cường độ chung của một lớp vật liệu hạt được đặc trưng bằng sức chống
cắt trượt của lớp.
Lớp kết cấu bằng vật liệu hạt không có tính liền khối.
Tầng mặt cấp cao A1
Là loại tầng mặt có lớp mặt trên bằng bê tông nhựa chặt loại I trộn nóng (theo “Quy trình
công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa”, 22 TCN 249).
Tầng mặt cấp cao thứ yếu A2
Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng bê tông nhựa chặt loại II trộn nóng (theo “Quy trình
công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa”, 22 TCN 249) hoặc bê tông
nhựa nguội trên có láng nhựa, đá dăm đen trên có láng nhựa hoặc bằng lớp thấm nhập
nhựa (theo "Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường đá dăm thấm nhập
nhựa", 22 TCN 270) hay lớp láng nhựa (theo "Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu
mặt đường láng nhựa", 22 TCN 271).
Tầng mặt cấp thấp B1
Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng cấp phối đá dăm, đá dăm nước, cấp phối tự nhiên với
điều kiện là phía trên chúng phải có lớp bảo vệ rời rạc được thường xuyên duy tu bảo
dưỡng (thường xuyên rải cát bù và quét đều phủ kín bề mặt lớp).
Tầng mặt cấp thấp B2
Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng đất cải thiện hay bằng đất, đá tại chỗ gia cố hoặc phế
thải công nghiệp gia cố chất liên kết vô cơ với điều kiện là phía trên chúng phải có lớp
hao mòn và lớp bảo vệ được duy tu bảo dưỡng thường xuyên.
Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế
Là tổng số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100 kN chạy qua một mặt cắt ngang trên
một làn xe của đoạn đường thiết kế trong suốt thời hạn thiết kế kết cấu áo đường. Cách
xác định thông số này được nêu ở Khoản A.2 Phụ lục A.
Lượng giao thông gia tăng bình thường
Là lượng giao thông gia tăng hàng năm trong môi trường kinh tế - xã hội đã có từ trước, khi
chưa thực hiện các dự án làm mới hoặc nâng cấp, cải tạo đường và kết cấu áo đường.
Lượng giao thông hấp dẫn
Là lượng giao thông có từ trước nhưng vốn sử dụng các phương tiện vận tải khác (đường
sắt, đường thuỷ…) hay vốn đi bằng các tuyến đường ô tô khác nhưng sau khi làm đường
mới hoặc sau khi nâng cấp, cải tạo kết cấu áo đường cũ trở nên tốt hơn sẽ chuyển sang sử
dụng đường mới.
Lượng giao thông phát sinh
Là lượng giao thông phát sinh thêm nhờ sự thuận tiện tạo ra do việc làm đường mới (làm
kết cấu áo đường mới tốt hơn) và do đường mới có tác dụng thúc đẩy thêm sự phát triển
kinh tế - xã hội trong vùng.
Yêu cầu đối với kết cấu áo đường mềm và phần lề đường có gia cố
Các yêu cầu cơ bản
Kết cấu áo đường mềm trên các làn xe chạy và kết cấu phần lề gia cố phải được thiết kế
đạt các yêu cầu cơ bản dưới đây:
Trong suốt thời hạn thiết kế quy định ở mục 1.3.2, áo đường phải có đủ cường độ
và duy trì được cường độ để hạn chế được tối đa các trường hợp phá hoại của xe
cộ và của các yếu tố môi trường tự nhiên (sự thay đổi thời tiết, khí hậu; sự xâm
nhập của các nguồn ẩm…). Cụ thể là hạn chế được các hiện tượng tích luỹ biến
dạng dẫn đến tạo vệt hằn bánh xe trên mặt đường, hạn chế phát sinh hiện tượng
nứt nẻ, hạn chế bào mòn và bong tróc bề mặt, hạn chế được các nguồn ẩm xâm
nhập vào các lớp kết cấu và phần trên của nền đường trong phạm vi khu vực tác
dụng, hoặc phải đảm bảo lượng nước xâm nhập vào được thoát ra một cách nhanh
nhất (định nghĩa về khu vực tác dụng của nền đường xem ở mục 1.2.2).
Bề mặt kết cấu áo đường mềm phải đảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thoát
nước mặt và ít gây bụi để đáp ứng yêu cầu giao thông an toàn, êm thuận, kinh tế,
giảm thiểu tác dụng xấu đến môi trường hai bên đường. Tuỳ theo quy mô giao
thông và tốc độ xe chạy cần thiết, tuỳ theo ý nghĩa và cấp hạng kỹ thuật của
đường, kết cấu áo đường thiết kế cần thoả mãn hai yêu cầu cơ bản nêu trên ở
những mức độ tương ứng khác nhau. Về cường độ, mức độ yêu cầu khác nhau
được thể hiện trong thiết kế thông qua mức độ dự trữ cường độ khác nhau. Mức
độ dự trữ cường độ càng cao thì khả năng bảo đảm kết cấu áo đường mềm làm
việc ở trạng thái đàn hồi khiến cho chất lượng sử dụng trong khai thác vận doanh
sẽ càng cao, thời hạn sử dụng càng lâu bền và chi phí cho duy tu, sửa chữa định kỳ
càng giảm. Về chất lượng bề mặt, mức độ yêu cầu khác nhau được thể hiện qua
việc lựa chọn vật liệu làm tầng mặt như ở Bảng 2-1. Riêng về độ bằng phẳng và
độ nhám mức độ yêu cầu khác nhau được thể hiện ở các mục1.3.3 và 1.3.4. Chất
lượng bề mặt áo đường mềm càng tốt thì chi phí vận doanh sẽ càng giảm và thời
hạn định kỳ sửa chữa vừa trong quá trình khai thác sẽ được tăng lên.
Thời hạn thiết kế áo đường mềm
Thời hạn này được xác định tuỳ thuộc loại tầng mặt được lựa chọn cho kết cấu như ở Bảng
2-1
Yêu cầu về độ bằng phẳng
Áo đường phần xe chạy cho ô tô và áo lề gia cố có cho xe thô sơ đi phải đảm bảo bề mặt đạt
được độ bằng phẳng yêu cầu ở thời điểm bắt đầu đưa đường vào khai thác đánh giá bằng chỉ
số đo độ gồ ghề quốc tế IRI (đo theo chỉ dẫn ở 22 TCN 277) như ở Bảng 1-1.
Bảng 1-1: Yêu cầu về độ bằng phẳng tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu
Chỉ số IRI yêu cầu (m/Km)
Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h)
Đường xây dựng mới Đường cải tạo, nâng cấp
≤ 2,0 ≤ 2,5
120 và 100
≤ 2,2 ≤ 2,8
80
≤ 2,5 ≤ 3,0
60
≤ 4,0 ≤ 5,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường nhựa)
≤ 6,0 ≤ 8,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường cấp thấp)
Độ bằng phẳng cũng được đánh giá bằng thước dài 3m theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 16 - 79
“Quy trình xác định độ bằng phẳng mặt đường”.
Đối với mặt đường cấp cao A1 (bê tông nhựa) 70% số khe hở phải dưới 3mm và 30% số khe
hở còn lại phải dưới 5mm. Đối với mặt đường cấp cao A1, tất cả các khe hở phải dưới 5mm
và đối với các mặt đường cấp thấp ( B1, B2) tất cả các khe hở phải dưới 10mm.
Áo phần lề gia cố cho xe máy hoặc / và cho xe thô sơ đi cũng phải đạt độ bằng phẳng yêu
cầu như đối với áo đường phần xe chạy cho ôtô liền kề.
Yêu cầu về độ nhám
Độ nhám của bề mặt kết cấu áo đường là bê tông nhựa phải đạt được yêu cầu tối thiểu quy
định thông qua chỉ tiêu chiều sâu rắc cát trung bình tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu và mức
độ nguy hiểm của đoạn đường thiết kế như ở Bảng 1-2 dưới đây theo quy trình 22 TCN -
278:
Bảng 1-2: Yêu cầu về độ nhám mặt đường
Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h)
Chiều sâu rắc cát trung bình Htb (mm)
Hoặc mức độ nguy hiểm
Htb ≥ 0,25
V< 60
60≤ V < 80 Htb ≥ 0,35
80 ≤ V ≤ 120 Htb ≥ 0,45
Đường qua địa hình khó khăn nguy hiểm
Htb ≥ 0,80
(đường vòng quanh co, đường cong bán kính
dưới 150m mà không hạn chế tốc độ, đoạn
có dốc dọc >5%, chiều dài dốc >100m ...
Ghi chú Bảng 1-2:
Đối với đường cao tốc các loại, các cấp theo TCVN 5729 : 1997 và đối với đường
cấp I, cấp II theo TCVN 4054 : 2005 (là các đường mỗi chiều xe chạy có 2 làn xe và
có giải phân cách giữa) thì trừ các đoạn có cắm biển hạn chế tốc độ nên thiết kế
lớp mặt tạo nhám đạt chiều sâu rắc cát trung bình Htb≥ 0,55mm.
Nếu không có biển báo hạn chế tốc độ thì tốc độ xe chạy yêu cầu có thể lấy bằng
1,25 lần tốc độ thiết kế tương ứng với cấp hạng đường thiết kế (với định nghĩa về
tốc độ thiết kế như ở mục 3.5.1 TCVN 4054 : 2005).
Về độ lún cho phép của kết cấu áo đường
Trong trường hợp kết cấu áo đường trên đoạn nền đường qua vùng đất yếu có khả năng phát
sinh độ lún lớn và kéo dài thì phải bảo đảm các yêu cầu thiết kế sau đây về độ lún cho phép :
Sau khi thi công xong kết cấu áo đường, độ lún cố kết cho phép còn lại trong thời
hạn 15 năm tính từ khi đưa kết cấu áo đường vào khai thác sử dụng tại tim đường
được quy định ở Bảng 1-3
Bảng 1-3: Độ lún cho phép còn lại trong thời hạn 15 năm tại tim đường sau khi thi
công xong kết cấu áo đường:
Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu
Cấp hạng đường và loại tầng
Gần mố Chỗ có cống Các đoạn nền đắp
mặt kết cấu áo đường
cầu hoặc cống chui thông thường
1. Đường cao tốc các loại, đường
cấp I, đường cấp II hoặc đường
cấp III vùng đồng bằng và đồi (tức
≤ 10cm ≤ 20cm ≤ 30cm
là các cấp đường có tốc độ thiết
kế từ 80Km/h trở lên) có tầng mặt
là loại cấp cao A1
2. Đường cấp III hoặc cấp IV có
≤ 20cm ≤ 30cm ≤ 40cm
tốc độ thiết kế từ 60Km/h trở lên
và có tầng mặt là loại cấp cao A1
Ghi chú Bảng 1-3:
- Độ lún của kết cấu áo đường ở đây cũng chính bằng độ lún của nền đường đắp
trên đất yếu;
- Độ lún còn lại là phần lún chưa hết sau khi làm xong kết cấu áo đường; độ lún
còn lại này bằng độ lún tổng cộng dự báo được trong thời hạn nêu trên trừ đi
độ lún đã xảy ra trong qua trình kề từ khi bắt đầu thi công nền đắp cho đến khi
làm xong kết cấu áo đường ở trên;
- Chiều dài đoạn đường gần mố cầu được xác định bằng 3 lần chiều dài móng
mố cầu liền kề. Chiều dài đoạn có cống thoát nước hoặc cống chui qua đường
ở dưới được xác định bằng 3 - 5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng cống
chui qua đường.
Đối với các đoạn đường có loại tầng mặt là cấp cao A1 nêu ở Bảng 1-3, nếu độ
lún còn lại trong thời hạn 15 năm kể từ khi làm xong áo đường vượt quá trị số quy
định ở Bảng 1-3 thì mới cần phải có các biện pháp xử lý đất yếu để giảm độ lún
còn lại đạt yêu cầu ở Bảng 3-1.
Đối với các đường có tốc độ thiết kế từ 40Km/h trở xuống cũng như các đường chỉ
thiết kế kết cấu áo đường mềm cấp cao A2 hoặc cấp thấp thì không cần đề cập
đến yêu cầu về độ lún cố kết còn lại khi thiết kế (Điều này cho phép vận dụng để
thiết kế kết cấu áo đường theo nguyên tắc phân kỳ đối với các đường cấp III trở
xuống như đề cập ở mục 2.1.5 nhằm giảm chi phí xử lý nền đất yếu).
Nội dung công tác thiết kế áo đường mềm
Công tác thiết kế áo đường mềm gồm các nội dung chủ yếu sau:
Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đường: Nội dung chính ở đây là chọn và bố trí
hợp lý các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp áo
đường như nêu ở Chương 2, chọn các giải pháp tăng cường cường độ và sự ổn
định cường độ của khu vực tác dụng (bao gồm cả các giải pháp thoát nước nếu
cần, cho các lớp kết cấu nền áo đường).
Việc thiết kế cấu tạo này có ý nghĩa hết sức quan trọng vì thực tế có nhiều yêu
cầu nêu trong Khoản 1.3 không thể giải quyết bằng biện pháp tính toán, đặc biệt là
để hạn chế tác dụng phá hoại bề mặt do xe cộ và do các tác nhân môi trường thì chỉ
có thể giải quyết bằng biện pháp cấu tạo thích hợp.
Tính toán kiểm tra cường độ chung và cường độ trong mỗi lớp kết cấu áo đường
xác định bề dày mỗi lớp kết cấu áo đường theo các tiêu chuẩn giới hạn cho phép
(được quy định và chỉ dẫn ở Chương 3 trong tiêu chuẩn này).
Tính toán, thiết kế tỷ lệ phối hợp các thành phần hạt và tỷ lệ phối hợp giữa vật
liệu hạt khoáng với chất liên kết cho mỗi loại vật liệu sử dụng rồi kiểm nghiệm
các đặc trưng cơ học của các vật liệu đó để đưa ra yêu cầu cụ thể đối với vật liệu
sử dụng cho mỗi lớp kết cấu. Chú ý rằng không những phải đưa ra được tỷ lệ
phối hợp các thành phần vật liệu nhằm đạt mục tiêu thiết kế mà còn phải đưa ra
được tỷ lệ phối hợp các thành phần vật liệu trong chế thử và trong sản xuất đại trà
khi tiến hành thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công.
Tại các đoạn đường có bố trí siêu cao ≥ 6%, trạm thu phí, điểm dừng đỗ xe thì cần
thiết kế cường độ kết cấu áo đường với mức độ tin cậy cao hơn đoạn đường
thông thường liền kề.
Nội dung và yêu cầu đối với công tác điều tra thu thập số liệu thiết kế
Nội dung điều tra
Để thiết kế áo đường mềm đạt được các yêu cầu nêu ở Khoản 1.3, tư vấn thiết kế trước
hết phải tổ chức điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập và xác định đủ các số liệu về quy
mô giao thông, về loại đất và các đặc trưng cơ lý của nền đất, về các yếu tố tác động môi
trường có ảnh hưởng đến các đặc trưng cơ học của nền đất và các lớp kết cấu áo đường,
về khả năng cung cấp vật liệu và các đặc trưng của vật liệu có thể sử dụng làm các lớp
áo đường, về điều kiện thi công, giá vật liệu xây dựng áo đường và điều kiện duy tu, sửa
chữa, khai thác đường trên tuyến thiết kế.
Đối với dự án cải tạo, tăng cường áo đường cũ thì ngoài các nội dung nêu trên còn phải tổ
chức đo đạc xác định bề dày và vật liệu các lớp kết cấu cũ, quan trắc đánh giá cường độ
của kết cấu nền áo đường cũ và đánh giá các chỉ tiêu khai thác khác của áo đường cũ (xem
Khoản 4.3).
Điều tra dự báo lưu lượng giao thông
Để phục vụ cho việc thiết kế kết cấu áo đường mềm, số liệu điều tra, dự báo lượng giao
thông phải đạt được các yêu cầu sau:
Trên một tuyến đường, phải điều tra dự báo được lượng giao thông cho từng đoạn
đường; các đoạn đường này có thể được phân chia theo các điểm có lưu lượng giao
thông tăng giảm hoặc ra vào tuyến nhiều ít khác nhau (giữa các nút giao lớn, giữa
các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá, bến tàu xe, đường thuỷ, cảng hàng
không…).
Cần tránh tình trạng trên một tuyến dài hàng trăm cây số vẫn chỉ tính toán kết cấu
với cùng một quy mô giao thông.
Phải dự báo được một cách xác đáng số lượng trục xe quy đổi về trục xe tiêu
chuẩn trung bình ngày đêm (trong cả năm và trong các tháng mùa mưa là mùa bất lợi
nhất) trên mỗi chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết kế (với thời hạn thiết
kế quy định ở mục 1.3.2 và với cách quy đổi về trục xe tiêu chuẩn quy định ở mục
3.2.3). Để đảm bảo đạt được yêu cầu này cần chú trọng điều tra dự báo đúng số
liệu sau:
- Thành phần dòng xe: Không cần quan tâm đến xe máy, thô sơ, xe ô tô du lịch
các loại và các xe tải trục nhẹ có trọng lượng trục dưới 25 kN nhưng lại phải đặc
biệt chú trọng điều tra dự báo được số trục xe (cả trục trước và trục sau) có trọng
lượng trục từ 25 kN trở lên và các loại xe có nhiều trục sau (2 trục hoặc 3 trục sau);
- Đối với các xe tải nặng và xe đặc chủng cần điều tra xác định được số trục
trước, số trục sau, trọng lượng các trục đó khi có chở hàng, khoảng cách giữa các
trục của chúng thông qua cân, đo trực tiếp;
- Phải dự báo đúng năm cuối của thời hạn thiết kế thông qua dự báo đúng năm
đầu tiên sẽ đưa kết cấu áo đường vào khai thác sử dụng, tức là phải dự tính đúng
thời gian khảo sát thiết kế dự án cho đến khi hoàn thành các thủ tục để khởi công
công trình và sau đó là dự báo đúng thời gian thi công xây dựng đường. Phải tuyệt
đối tránh tình trạng lấy năm được giao nhiệm vụ thiết kế làm năm đầu tiên để từ
đó dự báo ra lượng giao thông nằm ở năm cuối của thời hạn thiết kế;
- Phải phân tích dự báo đúng được tỷ lệ tăng trưởng lượng giao thông trung
bình năm q.
Trên cơ sở số liệu dự báo nêu ở điểm 2, phải xác định ra số lượng trục xe tiêu
chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế để làm căn cứ lựa chọn
loại tầng mặt và bề dày tối thiểu lớp mặt bằng bê tông nhựa khi thiết kế cấu tạo
kết cấu áo đường mềm.
Số liệu dự báo cần phải bao gồm cả lượng giao thông gia tăng bình thường, lượng
giao thông hấp dẫn và lượng giao thông phát sinh (xem các mục 1.2.13, 1.2.14,
1.2.15).
Yêu cầu đối với việc điều tra khả năng tác động của các nguồn gây ẩm
Phải điều tra xác định được các mức nước ngầm cao nhất dưới nền đào và nền đắp, mức
nước ngập cao nhất hai bên taluy nền đắp cũng như thời gian ngập trong mùa bất lợi nhất
(mùa mưa) để phục vụ cho việc dự báo độ ẩm tính toán (độ ẩm bất lợi nhất) trong phạm
vi khu vực tác dụng của nền đường và để phục vụ cho việc chọn các giải pháp thiết kế
nhằm hạn chế sự xâm nhập của các nguồn ẩm vào khu vực này hoặc phục vụ cho việc
chọn các giải pháp bố trí hệ thống thoát nước nhanh cho cả các lớp móng áo đường bằng
vật liệu hạt (xem thêm ở Khoản 2.5 và Phụ lục B).
Yêu cầu đối với việc điều tra loại đất nền và các đặc trưng cơ lý của đất nền
Phạm vi và đối tượng điều tra:
Đối với đoạn nền đắp, đối tượng điều tra là các loại đất dùng để đắp trong phạm
vi khu vực tác dụng .
Đối với đoạn nền đào, đối tượng điều tra là các lớp đất tự nhiên trong phạm vi khu
vực tác dụng (sau khi dự kiến đường đỏ thiết kế cần điều tra từng lớp 20cm trong
phạm vi 100cm kể từ cao độ đáy áo đường trở xuống để phát hiện sự không đồng
nhất của các lớp đất trong nền đào).
Những đặc trưng phải điều tra, thử nghiệm xác định:
- Loại đất;
Dung trọng khô lớn nhất γ kmax và độ ẩm tốt nhất Wop xác định thông qua thí
nghiệm đầm nén tiêu chuẩn;
- Chỉ số dẻo, giới hạn nhão, độ trương nở của đất;
Độ ẩm tương đối Wtn/ Wnh và độ chặt γ tn /γ kmax của đất nền đào ở trạng thái
tự nhiên trong thời gian mùa mưa (trong đó W tn, Wnh, γ tn là độ ẩm tự nhiên, độ ẩm
giới hạn nhão và dung trọng khô của đất nền đào ở trạng thái tự nhiên; γ kmax là dung
trọng khô của đất đó sau đầm nén tiêu chuẩn);
Các đặc trưng cho cường độ chịu cắt trượt (lực dính C và góc nội ma sát ϕ )
tương ứng ở trạng thái chặt, ẩm dự kiến thiết kế đối với đất đắp và tương ứng ở
trạng thái tự nhiên ở mùa bất lợi nhất đối với đất nền đào;
Chỉ số sức chịu tải CBR trong điều kiện có ngâm mẫu bão hoà nước 4 ngày
đêm và trị số mô đun đàn hồi E0 thí nghiệm (trong phòng hoặc hiện trường) tương
ứng ở trạng thái chặt, ẩm tự nhiên bất lợi nhất đối với nền đào và tương ứng với
độ ẩm tính toán đối với đất nền đắp.
Các đặc trưng nêu trên phải được xác định theo các tiêu chuẩn Nhà nước hoặc tiêu chuẩn
ngành hiện hành.
Yêu cầu về việc điều tra và thử nghiệm vật liệu làm các lớp áo đường:
Phải điều tra xác định nguồn cung cấp, chất lượng, trữ lượng các loại vật liệu hạt
và các loại vật liệu dùng làm chất liên kết;
Đối với các loại vật liệu hạt (đất, cát, sỏi cuội, đá nghiền, cấp phối các loại, tro
bay hoặc xỉ phế thải công nghiệp…) dùng riêng rẽ hoặc dùng để gia cố với các
chất liên kết đều phải thử nghiệm đánh giá chất lượng sử dụng của chúng theo các
chỉ tiêu yêu cầu phù hợp với tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu các lớp kết cấu áo
đường mềm hiện hành tương ứng với mỗi loại vật liệu đó. Trường hợp chưa có
tiêu chuẩn quy định thì tư vấn thiết kế có thể tự nghiên cứu tham khảo các tài liệu
trong và ngoài nước để đề xuất các chỉ tiêu yêu cầu nhưng các chỉ tiêu này phải
được xét duyệt và chấp thuận của các cơ quan quản lý kỹ thuật có thẩm quyền.
Đối với các loại chất liên kết hữu cơ (các loại nhựa đường…) và chất liên kết vô
cơ (xi măng, vôi…) là những thương phẩm có xuất xứ rõ ràng, có chứng chỉ kèm
các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm quen dùng phù hợp với yêu cầu trong các tiêu
chuẩn thì khi thiết kế kết cấu áo đường chưa cần thử nghiệm đánh giá; còn nếu là
các loại vật liệu địa phương, vật liệu tận dụng cá biệt thì phải thử nghiệm đánh
giá theo đề cương được chủ đầu tư hoặc cấp có thẩm quyền phê duyệt trước khi
quyết định sử dụng chúng trong dự án thiết kế kết cấu áo đường.
Sau khi người thiết kế quyết định thành phần vật liệu của mỗi lớp kết cấu (quyết
định tỷ lệ các cỡ vật liệu hạt hoặc / và tỷ lệ chất liên kết so với vật liệu hạt) thì
trách nhiệm của người thiết kế phải tiến hành các thử nghiệm xác định trị số mô
đun đàn hồi của chúng theo chỉ dẫn ở phụ lục C để đảm bảo rằng thành phần vật
liệu thiết kế dùng cho mỗi lớp kết cấu là tương thích với trị số các thông số thiết
kế được đưa vào tính toán cường độ của kết cấu áo đường.
THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU NỀN ÁO ĐƯỜNG
Nguyên tắc thiết kế
Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đường, tức là trong mọi trường
hợp phải chú trọng các biện pháp nâng cao cường độ và sự ổn định cường độ của
khu vực tác dụng để tạo điều kiện cho nền đất tham gia chịu lực cùng với áo
đường đến mức tối đa, từ đó giảm được bề dày áo đường và hạ giá thành xây
dựng. Đồng thời, còn phải sử dụng các biện pháp tổng hợp khác nhau (biện pháp
sử dụng vật liệu và tổ hợp các thành phần vật liệu, biện pháp thoát nước cho các
lớp có khả năng bị nước xâm nhập…) để hạn chế các tác dụng của ẩm và nhiệt
đến cường độ và độ bền của mỗi tầng, lớp trong kết cấu áo đường và đặc biệt là
biện pháp hạn chế các hiện tượng phá hoại bề mặt đối với lớp mặt trên cùng do xe
chạy gây ra.
Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đường sao cho phù
hợp với chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng được những
yêu cầu cơ bản theo mục 1.3.1 đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu,
khả năng thi công và khả năng khai thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này.
Phải sử dụng tối đa các vật liệu và phế thải công nghiệp tại chỗ (sử dụng trực tiếp hoặc
có gia cố chúng bằng chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ). Ngoài ra, phải chú trọng vận dụng
các kinh nghiệm về xây dựng và khai thác áo đường trong điều kiện cụ thể của địa
phương đường đi qua.
Cần đề xuất từ 2 đến 3 phương án cấu tạo kết cấu áo đường. Khi đề xuất các
phương án thiết kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu
bảo đảm an toàn giao thông và cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn
cho người thi công.
Cần xét đến phương án phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường.
Trên cơ sở phương án cho quy hoạch tương lai cần dự tính biện pháp tăng cường
bề dày để tăng khả năng phục vụ của áo đường phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng
dần theo thời gian. Riêng đối với áo đường cao tốc và đường cấp I hoặc cấp II thì
không nên xét đến phương án phân kỳ xây dựng áo đường.
Đối với các đoạn đường có tầng mặt là loại cấp cao A1 nhưng qua vùng đất yếu có
khả năng phát sinh độ lún lớn và kéo dài thì có thể thiết kế kết cấu nền áo đường
theo nguyên tắc phân kỳ xây dựng trên cơ sở đảm bảo cho tầng mặt cấp cao A1 ở
trên không bị hư hại do lún. Lúc thiết kế vẫn phải dựa vào lượng giao thông ở cuối
thời hạn thiết kế để thiết kế kết cấu và bề dày nhưng khi thi công có thể giảm bớt
bề dày tầng mặt tương ứng với thời gian phân kỳ, đợi sau khi nền đường đi vào ổn
định mới rải tiếp lớp mặt bê tông nhựa cấp cao A1 hoặc các lớp tạo phẳng, tạo
nhám trên cùng.
Cấu tạo tầng mặt và các yêu cầu thiết kế
Chức năng và phân loại tầng mặt:
1. Tầng mặt của kết cấu áo đường là bộ phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá
hoại của xe cộ (đặc biệt là dưới tác dụng phá hoại bề mặt) và của các yếu tố bất lợi
về thời tiết, khí hậu. Yêu cầu thiết kế cấu tạo tầng mặt là vật liệu và bề dày các lớp
trong tầng mặt phải bảo đảm chịu đựng được các tác dụng phá hoại trực tiếp nêu
trên đồng thời phải bảo đảm được các yêu cầu sử dụng khai thác đường về độ bằng
phẳng và độ nhám. Vật liệu làm các lớp tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định
nước và không thấm nước (hoặc hạn chế thấm nước).
2. Tuỳ theo mức độ đảm bảo được các yêu cầu nêu trên là cao hay thấp, tầng mặt kết
cấu áo đường mềm được phân thành 4 loại cấp cao A1, cấp cao A2, cấp thấp B1 và
cấp thấp B2 với định nghĩa về mỗi loại đã nêu ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và
1.2.11.
Chọn loại tầng mặt:
Khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm, trước hết phải căn cứ vào cấp hạng đường,
thời hạn thiết kế và tham khảo số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt
thời hạn thiết kế để chọn loại tầng mặt thiết kế. Nếu chủ đầu tư không có các yêu cầu
đặc biệt gì khác thì có thể tham khảo ở Bảng 2-1 để chọn loại tầng mặt thiết kế.
Trong Bảng 2-1 cùng một cấp thiết kế đường cũng có thể cân nhắc chọn loại tầng mặt
khác nhau; trên cơ sở đó có thể hình thành các phương án thiết kế kết cấu áo đường khác
nhau (kể cả phương án phân kỳ đầu tư) và để đi đến quyết định cuối cùng thì phải tiến
hành phân tích so sánh tổng chi phí xây dựng, khai thác và vận doanh giữa các phương án.
Tương tự, khi lượng giao thông còn chưa lớn nhưng đường có chức năng và ý nghĩa kinh
tế, xã hội quan trọng thì vẫn có thể chọn loại tầng mặt cấp cao hơn căn cứ vào kết quả
phân tích so sánh kinh tế và kết quả đánh giá tác động môi trường.
Bảng 2-1: Chọn loại tầng mặt
Thời Số trục xe tiêu
Cấp thiết
hạn chuẩn tích lũy
kế đường Loại tầng
Vật liệu và cấu tạo tầng mặt thiết trong thời hạn
mặ t
(theo TCVN
kế thiết kế (trục xe
4054)
tiêu chuẩn/làn)
(năm)
Bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ,
Cấp I, II, III Cấp cao hạt trung làm lớp mặt trên; hạt
≥ 10 > 4.106
và cấp IV trung, hạt thô (chặt hoặc hở loại
A1
I hoặc loại II) làm lớp mặt dưới
- Bê tông nhựa chặt loại II, đá
> 2.106
8-10
dăm đen và hỗn hợp nhựa nguội
trên có láng nhựa
Cấp III, IV Cấp cao - Thấm nhập nhựa > 1.106
5-8
và cấp V A2
- Láng nhựa (cấp phối đá dăm,
> 0.1.106
4-7
đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố
trên có láng nhựa)
Thời Số trục xe tiêu
Cấp thiết
hạn chuẩn tích lũy
kế đường Loại tầng
Vật liệu và cấu tạo tầng mặt thiết trong thời hạn
mặ t
(theo TCVN
kế thiết kế (trục xe
4054)
tiêu chuẩn/làn)
(năm)
Cấp phối đá dăm, đá dăm nước,
Cấp IV, V và Cấp thấp hoặc cấp phối thiên nhiên trên có
≤ 0,1.106
3-4
lớp bảo vệ rời rạc (cát) hoặc có
VI B1
lớp hao mòn cấp phối hạt nhỏ
- Đất cải thiện hạt
- Đất, đá tại chỗ, phế liệu công
Cấp V và Cấp thấp
< 0,1.106
2-3
nghiệp gia cố (trên có lớp hao
cấp VI B2
mòn, bảo vệ)
Ghi chú Bảng 2-1:
- Về định nghĩa các loại tầng mặt xem thêm ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và
1.2.11;
- Trị số số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ chỉ để tham khảo (tức là không có ý nghĩa
quyết định đến việc chọn loại tầng mặt);
- Về lớp hao mòn và lớp bảo vệ rời rạc xem ở mục 2.2.5.
Bố trí lớp tạo nhám trên tầng mặt cấp cao A1
Trên tầng mặt cấp cao A1 phải bố trí lớp tạo nhám kiêm chức năng lớp hao mòn
tạo phẳng dầy 1,5 – 3,0 cm bằng bê tông nhựa có độ nhám cao (theo 22 TCN 345 -
06) hoặc lớp tạo nhám bằng hỗn hợp nhựa thoát nước dày 3 – 4cm trong các trường
hợp sau đây:
- Đường cao tốc (các loại và các cấp);
- Đường cấp I, cấp II và cấp III đồng bằng (là các đường được thiết kế với tốc
độ thiết kế bằng hoặc lớn hơn 80Km/h);
Ghi chú: Lớp hỗn hợp thoát nước thường làm bằng hỗn hợp vật liệu hạt cứng trộn
với nhựa bi tum polime có độ rỗng 15 -20%. Hiện ở nước ta chưa có tiêu chuẩn nên
khi sử dụng cần thử nghiệm trước. Lớp này được tính vào bề dày chịu lực của kết
cấu.
Trên tầng mặt cấp cao A1 ở các đoạn đường đặc biệt nguy hiểm có tốc độ thiết kế
từ 60 Km/h trở lên cũng nên xem xét việc bố trí thêm lớp tạo nhám nêu trên (như
trên các đoạn dốc dài có độ dốc lớn hơn 5% hoặc các đoạn nền đắp cao qua vực
sâu…)
Bố trí lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng đối với tầng mặt cấp cao A2
Để đảm nhận các chức năng trên thường sử dụng lớp láng nhựa (1, 2 hoặc 3 lớp theo 22
TCN 271) rải trên lớp mặt bằng bê tông nhựa hở, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội, lớp
thấm nhập nhựa và cả trên các mặt đường nhựa cũ. Riêng với tầng mặt thấm nhập nhựa
thì lớp láng nhựa không thi công thành lớp riêng (xem 22 TCN 270).
Bố trí lớp hao mòn hoặc lớp bảo vệ trên mặt đường cấp thấp:
Trên các loại tầng mặt cấp thấp B1 ở Bảng 2-1 phải bố trí lớp hao mòn bằng cấp
phối hạt nhỏ hoặc lớp bảo vệ rời rạc; đối với các đường quan trọng hơn có thể bố
trí cả lớp hao mòn và lớp bảo vệ. Trên mặt đường cấp phối thiên nhiên thường rải
lớp hao mòn; trên mặt đường đá dăm nước và cấp phối đá dăm thường rải lớp bảo
vệ rời rạc. Các lớp này phải được duy tu bằng cách bổ sung vật liệu thường xuyên,
san gạt phủ kín bề mặt tầng mặt để hạn chế tác dụng phá hoại của xe cộ đối với
tầng mặt và để tạo phẳng cho mặt đường;
Lớp hao mòn thường dày từ 2 – 4cm được làm bằng cấp phối hạt nhỏ có thành
phần hạt như loại C, D, E trong 22 TCN 304 nhưng nên có chỉ số dẻo từ 15-21. Có
thể trộn đều cát và sỏi để tạo ra cấp phối hạt loại này;
Lớp bảo vệ thường dày 0,5-1,0cm bằng cát thô, cát lẫn đá mi, đá mạt với cỡ hạt
lớn nhất là 4,75mm;
Đối với mặt đường cấp thấp B2 khi có điều kiện cũng nên rải và duy trì lớp bảo
vệ rời rạc.
Bố trí các lớp trong tầng mặt cấp cao A1
Đây là các lớp chủ yếu cùng với tầng móng và khu vực tác dụng của nền đất tạo ra
cường độ chung của kết cấu nền áo đường. Trong trường hợp tầng mặt cấp cao
A1, các lớp này đều phải bằng các hỗn hợp vật liệu hạt có sử dụng nhựa đường và
lớp trên cùng phải bằng bê tông nhựa chặt loại I trộn nóng. Các lớp phía dưới có
thể làm bằng bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng, đá dăm đen, bê tông nhựa
nguội (trộn nhựa lỏng hoặc nhũ tương nhựa) và cả thấm nhập nhựa.
Trường hợp đường cao tốc, đường cấp I, cấp II hoặc đường cấp III có quy mô giao
thông lớn thì tầng mặt cấp cao A1 có thể bố trí thành 3 lớp hoặc 2 lớp.
Trường hợp bố trí thành 3 lớp thì có thể bố trí lớp bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ
ở trên cùng với bề dày từ 3,0 - 4,0cm rồi đến 4,0 – 6,0cm bê tông nhựa hạt trung và
5,0 – 6,0cm bê tông nhựa hạt lớn. Hoặc cũng có thể bố trí trên cùng là lớp bê tông
nhựa chặt loại I hạt trung dày 4,0 – 5,0cm rồi đến 2 lớp bê tông nhựa hạt lớn dày
5,0 – 6,0cm và 6,0 – 8,0cm ở dưới.
Trường hợp bố trí thành 2 lớp thì có thể bố trí trên cùng là lớp bê tông nhựa chặt
loại I hạt nhỏ dày 3,0 – 4,0cm rồi đến 4,0 -5,0cm bê tông nhựa hạt trung hoặc trên
cùng là 4,0 – 5,0cm bê tông nhựa chặt loại I hạt trung rồi đến 6,0-8,0 cm bê tông
nhựa hạt lớn.
(Các lớp dưới có thể dùng bê tông nhựa rỗng hoặc loại II, nhất là đối với lớp dưới
cùng).
Trường hợp đường cấp III có quy mô giao thông vừa phải và đường cấp IV đồng
bằng thì có thể bố trí tầng mặt gồm 2 lớp hoặc chỉ gồm 1 lớp bê tông nhựa chặt
loại I hạt nhỏ hoặc hạt trung. Dù bố trí thành 2 lớp hoặc 1 lớp thì tổng bề dày tầng
mặt nhựa (là tổng bề dày các lớp mặt có sử dụng nhựa) trong trường hợp này
không được dưới 6cm và cũng không nên quá 8 cm. Nếu bố trí thành 2 lớp thì trong
trường hợp này lớp dưới không nhất thiết phải bằng bê tông nhựa nóng mà có thể
bằng các loại đã đề cập ở điểm 1 nêu trên nhưng lớp trên thì phải bằng bê tông
nhựa chặt loại I hạt nhỏ hoặc hạt trung theo 22 TCN 249. Nếu dùng lớp thấm nhập
nhựa làm lớp mặt dưới thì không cần tưới lớp nhựa chèn đá mạt phía trên.
Bố trí tầng mặt cấp cao A2
Loại tầng mặt này phải có lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng như đã đề cập ở mục 2.2.4
ở trên và phía dưới gồm 1 lớp vật liệu trong các loại đã liệt kê ở Bảng 2-1 với bề dày lớp
mặt này phải lớn hơn bề dày tối thiểu nêu ở mục 2.4.2 và thường trong khoảng dưới đây:
- Lớp mặt bằng bê tông nhựa rỗng, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội thường bố
trí bề dày 4,0 -8,0cm;
- Lớp mặt thấm nhập nhựa bề dày phải tuân theo 22 TCN 270;
- Lớp mặt bằng các loại vật liệu hạt không gia cố hoặc có gia cố chất liên kết
vô cơ thường có bề dày từ 15,0-18,0cm;
Bố trí tầng mặt cấp thấp B1, B2
Tầng mặt cấp thấp thường chỉ làm một lớp với bề dày lớn hơn bề dày tối thiểu đề cập ở
mục 2.4.2 và nhỏ hơn 15cm (không kể lớp hao mòn hoặc lớp bảo vệ rời rạc theo mục
2.2.5)
Dù làm tầng mặt loại này bằng vật liệu gì đều nên loại bỏ các hạt có kích cỡ lớn hơn
50mm và trong mọi trường hợp cỡ hạt lớn hơn 4,75mm đều nên chiếm tỷ lệ trên 65%.
Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1
Khi đặt trên lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm thì tổng bề dày các lớp của tầng
mặt cấp cao A1 đề cập ở mục 2.2.6 cộng với bề dày lớp tạo nhám đề cập ở mục
2.2.3 (nếu có) phải lớn hơn trị số quy định ở Bảng 2-2.
Bảng 2-2: Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 tuỳ thuộc quy mô giao thông
Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn
Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1
tính toán 15 năm kể từ khi đưa mặt đường
(cm)
vào khai thác trên 1 làn xe (trục xe/làn)
< 0,1.106 6 (5)
≥ 0,1.106 7 (5)
≥ 0,5.106 8 (5)
≥ 1.106 9 (5)
≥ 2.106 10 (5)
≥ 4.106 12,5 (7,5)
≥ 6.106 15,0 (10)
≥ 9.106 20,0 (10)
Ghi chú Bảng 2-2:
- Không nên bố trí bề dày tầng mặt chỉ bằng một lớp bê tông nhựa dày dưới 7cm;
- Nếu các lớp của tầng mặt nhựa cấp cao A1 được đặt trực tiếp trên lớp móng
trên bằng vật liệu hạt gia cố nhựa có bề dày ít nhất là 10cm thì bề dày tối
thiểu của tầng mặt được giảm đến trị số quy định để ở trong ngoặc ở Bảng 2-
2;
- Tính trị số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ có thể tham khảo các chỉ dẫn ở Khoản A-
2 của Phụ lục A.
Nếu các lớp của tầng mặt nhựa cấp cao A1 được đặt trực tiếp trên lớp móng nửa
cứng thì để hạn chế hiện tượng nứt phản ảnh, tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt
có sử dụng nhựa phải bằng bề dày lớp móng nửa cứng và tối thiểu bằng 14 – 18cm
khi đường thiết kế là đường cao tốc theo TCVN 5729 hoặc đường cấp I, cấp II
theo TCVN 4054 và phải bằng 10 – 12 cm khi đường thiết kế là đường cấp III, cấp
IV theo TCVN 4054. Trường hợp tầng mặt có sử dụng nhựa bi tum polime hoặc
hỗn hợp đá nhựa có tỷ lệ nhựa đường tối ưu lớn ( ≥ 6 %) thì bề dày tối thiểu có thể
lấy trị số nhỏ hoặc trị số trung bình trong phạm vi nêu trên.
Lớp nhựa dính bám
Phải thiết kế tưới lớp nhựa dính bám giữa các lớp bê tông nhựa và giữa bê tông nhựa với
các loại mặt đường nhựa khác trong trường hợp các lớp nêu trên không thi công liền nhau
về thời gian và trong trường hợp rải bê tông nhựa trên các lớp mặt đường cũ.
Lớp nhựa thấm bám
Phải thiết kế tưới lớp nhựa thấm bám khi bố trí các lớp mặt nhựa trên móng bằng đất, đá
gia cố và móng bằng cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên, đá dăm nước.
Thiết kế cấu tạo tầng móng
Nguyên tắc bố trí cấu tạo tầng móng:
Chức năng của tầng móng là truyền áp lực của bánh xe tác dụng trên mặt đường xuống
đến nền đất sao cho trị số áp lực truyền đến nền đất đủ nhỏ để nền đất chịu đựng được
cả về ứng suất và biến dạng, đồng thời tầng móng phải đủ cứng để giảm ứng suất kéo
uốn tại đáy tầng mặt cấp cao bằng bê tông nhựa ở phía trên nó. Do vậy việc bố trí cấu tạo
tầng móng nên tuân theo các nguyên tắc sau:
Nên gồm nhiều lớp, lớp trên bằng các vật liệu có cường độ và khả năng chống
biến dạng cao hơn các lớp dưới để phù hợp với trạng thái phân bố ứng suất và hạ
giá thành xây dựng. Tỷ số mô đun đàn hồi của lớp trên so với lớp dưới liền nó nên
dưới 3 lần (trừ trường hợp lớp móng dưới là loại móng nửa cứng) và tỷ số mô
đuyn đàn hồi của lớp móng dưới với mô đuyn đàn hồi của nền đất nên trong phạm
vi 2,5 – 10 lần. Số lớp cũng không nên quá nhiều để tránh phức tạp cho thi công và
kéo dài thời gian khai triển dây chuyền công nghệ thi công.
Cỡ hạt lớn nhất của vật liệu làm các lớp móng phía trên nên chọn loại nhỏ hơn so
với cỡ hạt lớn nhất của lớp dưới. Vật liệu hạt dùng làm lớp móng trên cần có trị
số CBR ≥ 80 và dùng làm lớp móng dưới cần có CBR≥ 30.
Kết cấu tầng móng (về vật liệu và về bề dày) nên thay đổi trên từng đoạn tuỳ
thuộc điều kiện nền đất và tình hình vật liệu tại chỗ sẵn có. Trong mọi trường hợp
đều nên tận dụng vật liệu tại chỗ (gồm cả các phế thải công nghiệp) để làm lớp
móng dưới.
Chọn loại tầng móng
Cần dựa vào các nguyên tắc nêu trên để chọn và bố trí các lớp móng trên, móng dưới tuỳ
thuộc loại tầng mặt như ở chỉ dẫn ở Bảng 2-3 cùng với các chú ý dưới đây:
Đối với đường cao tốc, đường cấp I, II và các đường có 4 làn xe trở lên thì cần sử
dụng các lớp móng nửa cứng để tăng mức độ đồng đều về cường độ trên bề rộng
phần xe chạy, chẳng hạn như bố trí lớp móng dưới bằng cát hoặc đất gia cố các
chất liên kết vô cơ và bố trí lớp móng trên bằng cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi
măng.
Ở những đoạn đường có thể bị ảnh hưởng của ẩm mao dẫn từ nước ngầm phía
dưới thì lớp móng dưới nên sử dụng vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ hoặc
hữu cơ với bề dày tối thiểu là 15cm.
Nếu lớp móng có thêm chức năng thấm thoát nước ra khỏi kết cấu áo đường thì lựa
chọn vật liệu sao cho độ rỗng của nó sau khi đầm nén chặt bằng khoảng 15 –20%,
cấp phối hạt không được chứa cỡ hạt ≤ 0,074m và hệ số thấm phải lớn hơn
3m/ngày đêm.
Trong trường hợp đặc biệt khó khăn (thiếu các phương tiện gia công đá hoặc thiếu
phương tiện xe máy thi công) thì có thể sử dụng lớp móng bằng đá ba xếp có chêm
chèn chặt cho các loại mặt đường cấp thấp B1, B2. Đá ba có kích cỡ lớn nhất là 18
– 24cm
Phải thiết kế một lớp láng nhựa trên móng cấp phối đá dăm hoặc đá dăm nước để
chống thấm nước xuống nền và chống xe cộ thi công đi lại phá hoại móng trong
trường hợp làm móng trước để một thời gian trước khi thi công tiếp các lớp ở trên.
Bảng 2-3: Chọn loại tầng móng
Lớp vật liệu làm Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
móng Vị trí móng Loại tầng mặt
1. Cấp phối đá dăm - Móng trên Nếu dùng làm lớp móng trên
Cấp cao A1, A2
nghiền loại I (22 thì cỡ hạt lớn nhất Dmax
- Móng dưới Cấp cao A1 ≤ 25mm và bề dày tối thiểu là
TCN 334 -06)
15cm (khi số trục xe tiêu
chuẩn tích luỹ trong 15 năm
nhỏ hơn 0,1.106 thì tối thiểu
dày 10cm)
2. Cấp phối đá dăm - Móng dưới Nếu dùng làm lớp móng trên
Cấp cao A1
Lớp vật liệu làm Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
móng Vị trí móng Loại tầng mặt
nghiền loại II (22 thì Dmax=25mm;
- Móng trên Cấp cao A2 và
TCN 334 -06) Nếu dùng làm lớp bù vênh thì
cấp thấp B1
Dmax=19mm
3. Cấp phối thiên Như quy định ở 22 TCN 304 -
- Móng dưới Cấp cao A1, A2
nhiên (22 TCN 304 - 03
- Móng trên Cấp cao A2
03)
Cấp thấp B1,
- Móng trên
B2
(mặt) và móng
dưới
4. Đá dăm nước (22 - Móng dưới Phải có hệ thống rãnh xương
Cấp cao A2
cá thoát nước trong quá trình
TCN 06 -77)
- Móng Cấp thấp B1, thi công và cả sau khi đưa vào
trên
khai thác nếu có khả năng
B2
(mặt )
thấm nước vào lớp đá dăm;
Nên có lớp ngăn cách (vải địa
kỹ thuật) giữa lớp móng đá
dăm nước với nền đất khi làm
móng có tầng mặt cấp cao
A2;
Không được dùng loại kích
cỡ mở rộng trong mọi trường
hợp.
5. Bê tông nhựa Với các loại hỗn hợp cuội
- Móng trên Cấp cao A1
rỗng theo 22 TCN sỏi, cát, trộn nhựa nguội hiện
- Móng Cấp cao A2
249; hỗn hợp nhựa chưa có tiêu chuẩn ngành
trên
trộn nguội, lớp (mặt )
thấm nhập nhựa
(22 TCN 270)
6. Cấp phối đá (sỏi Cỡ hạt lớn nhất được sử
- Móng trên Cấp cao A1
cuội) gia cố xi dụng là 25mm
- Móng Cấp cao A2
măng theo 22 TCN trên Cường độ yêu cầu của cát gia
245; cát gia cố xi (mặt ) cố phải tương ứng với yêu
măng theo 22 TCN
cầu đối với móng trên
246
7. Đất, cát, phế Trường hợp gia cố chất kết
- Móng Cấp cao A2
trên
liệu công nghiệp (xỉ dính vô cơ có thể tuân thủ 22
(mặt)
lò cao, xỉ than, tro TCN 81-84;
bay…) gia cố chất - Móng dưới Các trường hợp gia cố khác
Cấp cao A1 và
liên kết vô cơ, hữu
hiện chưa có tiêu chuẩn
A2
cơ hoặc gia cố tổng
ngành
hợp
- Móng dưới
8. Đất cải thiện, Cấp thấp B1, Tỷ lệ vật liệu hạt có kích cỡ
gạch vỡ, phế thải lớn hơn 4,75mm cần chiếm
B2
công nghiệp (xỉ lò trên 50% khối lượng
Lớp vật liệu làm Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
móng Vị trí móng Loại tầng mặt
trộn đất)
Ghi chú Bảng 2-3: Trong một số trường hợp hiện chưa có tiêu chuẩn ngành thì nếu
sử dụng, tư vấn thiết kế cần tự thử nghiệm đưa ra các quy định kỹ thuật cụ thể và
được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Bề rộng các lớp móng
Bề rộng lớp móng trên phải rộng hơn bề rộng của tầng mặt mỗi bên 20cm;
Bề rộng lớp móng dưới nên rộng hơn bề rộng lớp móng trên mỗi bên 15cm;
Bề rộng của lớp móng kiêm chức năng thấm thoát nước từ kết cấu áo đường ra nên
rải hết toàn bộ bề rộng nền đường và phải có biện pháp chống hư hại hoặc xói lở
hai bên mép sát taluy nền đường, nếu không thì phải thiết kế bố trí rãnh xương cá
hoặc ống thoát nước ra hào thấm, rãnh thấm.
Bề dày cấu tạo các lớp trong kết cấu áo đường
Nguyên tắc thiết kế bề dày
Bề dày tầng mặt và các lớp móng của kết cấu áo đường phải được xác định thông qua
kiểm toán các trạng thái giới hạn về cường độ như đề cập ở Chương 3 nhưng trước hết
bề dày của chúng phải theo đúng các yêu cầu về cấu tạo đã nêu trong các mục của Khoản
2.2 và 2.3 nêu trên. Ngoài ra, để bảo đảm điều kiện làm việc tốt và đảm bảo thi công
thuận lợi, bề dày các lớp kết cấu thiết kế không được nhỏ hơn bề dày tối thiểu quy định
ở mục 2.4.2 đồng thời thích hợp với việc phân chia lớp sao cho không vượt quá bề dày lớn
nhất đầm nén có hiệu quả (xem ở mục 2.4.3) và không phải chia thành nhiều lớp để thi
công.
Bề dày tối thiểu và bề dày thường sử dụng cho mỗi lớp kết cấu
Bề dày tối thiểu được xác định bằng 1,5 lần cỡ hạt lớn nhất có trong lớp kết cấu và không
được vượt quá trị số ở Bảng 2-4.
Bảng 2-4: Bề dày tối thiểu và bề dày thường sử dụng
Bề dày tối Bề dày thường
Loại lớp kết cấu áo đường
thiểu (cm) sử dụng (cm)
Hạt lớn 5 5–8
Bê tông nhựa, đá dăm trộn nhựa Hạt trung 4 4–6
Hạt nhỏ 3 3-4
Đá mạt trộn nhựa 1,5 1,5 – 2,5
Cát trộn nhựa 1,0 1 – 1,5
Thấm nhập nhựa 4,5 4,5 – 6,0
Láng nhựa 1,0 1,0 – 3,5
Dmax=37,5mm 12 (15)
Cấp phối đá dăm 15 – 24
Dmax≤ 25mm 8 (15)
Cấp phối thiên nhiên 8 (15) 15 – 30
