Tăng cường ứng dụng mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông

Thực trạng xây dựng mặt đường BTXM: Hiện nay, các nước phát triển trên thế giới đã tập trung xây dựng mặt đường này, tỷ lệ ở các nước như Mỹ, Pháp, Nhật, Đức… đều chiếm khoảng 20-30% bằng BTXM, còn tỷ lệ đường vào cấp (chủ yếu là đường cao tốc) mặt đường BTXM chiếm từ 60-90%. Ở Việt Nam, theo báo cáo của Bộ Giao thông vận tải (dự thảo Quy hoạch phát triển giao thông vận tải đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030) tổng chiều dài đường bộ nước ta có trên 258.200 Km, trong đó loại mặt đường BTXM chỉ chiếm khoảng 2,67%. Hiện nay, đang triển khai hệ thống đường Tuần tra biên giới với khoảng 11.000 km và dự án Đường Đông Trường Sơn có chiều dài khoảng 400km sử dụng kết cấu mặt đường BTXM. Đối với tỉnh Đồng Tháp, theo số liệu khảo sát đến năm 2012 tổng chiều dài của mạng lưới đường bộ trên địa bàn tỉnh là 2.820,3 km với 773,1 km mặt đường BTXM chiếm 27,41%. Cụ thể, trên địa bàn tỉnh bao gồm 3 tuyến Quốc lộ (QL 30, QL 54 và QL 80) với tổng chiều dài là 192,1 km, trong đó mặt đường BTXM chiếm 0%; 15 tuyến đường tỉnh với tổng chiều dài là 356,6 km, trong đó có 0,5 km mặt đường BTXM chiếm 0,14%; 79 tuyến đường huyện với tổng chiều dài 807,4 km, trong đó có 209,4 km mặt đường BTXM chiếm 25,94%; 348 tuyến đường đô thị với tổng chiều dài 295,1 km trong đó có 66,4 km mặt đường BTXM chiếm 22,5% và hệ thống đường xã với tổng chiều dài 1.169,1 km, trong đó có 496,9 km mặt đường BTXM chiếm 42,5 %. Như vậy, so với cả nước loại mặt đường BTXM của tỉnh Đồng Tháp chiếm tỷ trọng khá cao, tuy nhiên loại mặt đường này chỉ tập trung ở  các tuyến đường xã.


Về công nghệ thi công mặt đường BTXM ở các nước phát triển trên thế giới đã gần như hoàn chỉnh về phương pháp thiết kế, về công nghệ thi công, đã nghiên cứu sản xuất các máy thi công liên hợp hoàn chỉnh, quá trình sử dụng của thế giới loại mặt đường này đã thể hiện tính ưu việt và đây đang là xu hướng của các nước phát triển áp dụng. Ở nước ta công nghệ thi công cũng đã cơ bản được cải thiện, cơ giới hoá bằng các thiết bị nhập ngoại và chất lượng mặt đường BTXM được kiểm soát. Cho đến thời điểm hiện nay, có thể nói rằng ở Việt Nam hoàn toàn có thể làm chủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM phân tấm đổ tại chỗ. Tuy nhiên, công nghệ thi công này chỉ áp dụng cho một số tuyến đường cấp cao, đường cao tốc còn hệ thống đường giao thông nông thôn thiết bị thi công còn lạc hậu, thô sơ, chủ yếu là thủ công, đặc biệt là vấn đề kiểm tra, giám sát chất lượng mặt đường BTXM còn hạn chế nên chất lượng một số nơi còn kém.


Mặt đường BTXM có tuổi thọ cao (30-40 năm), cường độ mặt đường cao và không thay đổi theo nhiệt độ, đáp ứng yêu cầu lưu lượng xe lớn, tải trọng nặng và trùng phục, rất ổn định với nước hạn chế tác dụng bất lợi của chế độ thủy nhiệt, hao mòn mặt đường ít, mặt đường khô ráo, ma sát tốt đặt biệt ở đoạn đường cong có siêu cao lớn hay đèo dốc, an toàn cho xe chạy, mặt đường có màu sáng nên thuận lợi cho xe chạy vào ban đêm, ít duy tu, bảo dưỡng và đặc biệt là không ảnh hưởng đến môi trường như mặt đường nhựa. Nhược điểm mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạp thêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng đến chất lượng khai thác xe chạy không êm thuận. Khe nối lại là chỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh và góc tấm, mặt đường có độ ồn lớn, độ hao mòn lốp xe cao. Khi mặt đường BTXM bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, tốn kém, trong quá trình sửa chữa ảnh hưởng đến việc đảm bảo giao thông. Móng đường BTXM yêu cầu có độ bằng phẳng cao, chất lượng đồng đều và liên tục. Xây dựng mặt đường BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cấp cao đòi hỏi phải có thiết bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trình công nghệ thi công chặt chẽ. Chi phí xây dựng ban đầu đối với mặt đường BTXM cao hơn so với mặt đường bê tông nhựa từ 1,3 – 1,5 lần. Ngoài ra, hiện nay đường BTXM giao thông nông thôn sử dụng mặt đường có mác thấp, thiết kế theo cấu tạo dẫn đến tốc độ mài mòn nhanh, tuổi thọ thấp.

Về hệ thống Tiêu chuẩn thiết kế và thi công mặt đường BTXM ở nước ta:

Tiêu chuẩn ngành 22 TCN210-92, Đường giao thông nông thôn – Tiêu chuẩn thiết kế, được Bộ GTVT ban hành năm 1992, áp dụng mặt đường BTXM cho đường loại A, chiều dày tấm BTXM phải lớn hơn 16 cm, mác từ 150 - 250 trở lên, đặt trên lớp móng nền cát dày 10cm.

Tiêu chuẩn ngành 22 TCN223-95, Áo đường cứng đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế được Bộ GTVT ban hành năm 1995. Trong đó, chiều dày mặt đường BTXM tính toán dựa trên lý thuyết “Tấm trên nền đàn hồi” với tải trọng tính toán là trục đơn 9,5 tấn, 10 tấn và 12 tấn, chiều dày tối thiểu (theo lưu lượng xe tính toán) từ 18 -24cm, mác bê tông từ 300 trở lên, bề dày lớp móng mặt đường BTXM được tính toán theo Điều 4.7 của Tiêu chuẩn này.


Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng do SMEC biên soạn:  Được triển khai và hoàn thành năm 2008 trong Dự án xây dựng cầu đường bộ giai đoạn 2 của Bộ GTVT, do công ty tư vấn SMEC liên danh với Hội Cầu đường Việt Nam. Tiêu chuẩn này chủ yếu dựa vào “Hướng dẫn thiết kế mặt đường của AASHTO năm 1993” và Phần bổ sung năm 1998 cho hướng dẫn này của AASHTO. Bản thảo đã được các chuyên gia trong nước soát xét, đã gửi lên Vụ KHCN chờ các thẩm định tiếp theo. Ngoài tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng, đã biên soạn thêm Chỉ dẫn thiết kế mặt đường cứng để bổ sung, giải thích rõ cho Tiêu chuẩn thiết kế. Kết cấu áp dụng mặt đường BTXM phân tấm không có cốt thép; mặt đường BTXM phân tấm có cốt thép (tăng chiều dài tấm); Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; Lớp phủ bê tông nhựa trên mặt đường BTXM; Lớp phủ BTXM không dính kết trên mặt đường BTXM; Đặc biệt Chương 8 của Tiêu chuẩn này Thiết kế đường có lưu lượng xe thấp và tải trọng trục nhỏ hơn hoặc bằng 80 kN (sử dụng Catalog).


Tiêu chuẩn thi công mặt đường cứng: Hiện nay ở Việt Nam Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường cứng chưa được ban hành. Với các dự án xây dựng mặt đường BTXM cụ thể (vốn vay nước ngoài, trong nước) có chỉ dẫn kỹ thuật riêng, tuy nhiên chưa được thống nhất. Viện KHCN GTVT đã dự thảo Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM cốt thép liên tục. Năm 2008, SMEC liên danh với Hội Cầu đường Việt Nam đã biên soạn xong “Tiêu chuẩn thi công mặt đường BTXM” chờ ban hành. Tiêu chuẩn này chủ yếu dựa vào “Chỉ dẫn kỹ thuật xây dựng đường” của AASHTO năm 1998 và các tài liệu liên quan khác của AASHTO, Úc và Việt Nam cũng như “Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng” được biên soạn song hành.

Quyết định 315/QĐ-BGTVT ngày 23/02/2011 của Bộ Giao thông vận tải về việc ban hành “Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thông nông thôn phục vụ Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010 – 2020” quy định chiều dày tối thiểu mặt đường BTXM cho đường AH (tương đương đường cấp VI – TCVN 4054-2005) dày 18cm, mác bê tông 250-300 (móng dày 15cm), đường cấp A (tải trọng trục thiết kế 6 tấn/ trục) dày 16cm (móng dày 12cm), đường cấp B (tải trọng trục thiết kế 2,5 tấn/ trục) dày 14cm, mác bê tông 150-200 (móng dày 10cm).

Quyết định số 1951/QĐ-BGTVT ngày 17/8/2012 của Bộ Giao thông vận tải Ban hành “Quy định tạm thời về kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông”: quy định kỹ thuật này áp dụng cho việc thi công và nghiệm thu tầng mặt BTXM của kết cấu áo đường cứng làm mới hoặc nâng cấp cải tạo trong xây dựng đường ô tô, đường cao tốc và có thể tham khảo áp dụng cho việc thi công tầng mặt BTXM đường đô thị và sân bay. Quy định về vật liệu, thiết bị máy móc, trình tự thi công và kiểm tra nghiệm thu tầng mặt BTXM có hoặc không có cốt thép, có hoặc không lưới thép đổ tại chổ trên lớp móng đã được hoàn tất. Bên cạnh đó, quy định kỹ thuật này còn áp dụng cho việc xây dựng tầng mặt BTXM bằng cơ giới, bao gồm các khâu chủ yếu như vận chuyển, san rải, dầm lèn tạo phẳng, cắt khe và tạo nhám. Có thể sử dụng kế hợp các thiết bị để thi công tầng mặt BTXM theo công nghệ thi công liên hợp, công nghệ ván khuôn ray, công nghệ ván khuôn trược và công nghệ thi công đơn giản.

Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 14/12/2012 của Bộ Giao thông vận tải Ban hành “Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông”. Theo quy định này, nội dung và yêu cầu thiết kế bao gồm thiết kế cấu tạo kết cấu mặt đường và lề đường; Tính toán chiều dày các lớp kết cấu, xác định kích thước tấm BTXM và xác định các yêu cầu về vật liệu đối với mỗi lớp kết cấu; Thiết kế cấu tạo các khe nối; Thiết kế hệ thống thoát nước cho kết cấu mặt đường. Việc xác định chiều dày tấm BTXM thông qua kiểm toán với trạng thái giới hạn, để thuận tiện cho việc kiểm toán ban đầu có thể tham khảo chiều dày tối thiểu tùy theo cấp hạng đường và quy mô giao thông, trị số này từ 18 đến lớn hơn 32cm, cấu tạo tầng móng được thiết kế theo Điều 5.2.


Theo các quy định về thiết kế và thi công như trên chủ yếu phục vụ cho mặt đường BTXM của đường cấp cao, đường cao tốc còn việc áp dụng cho hệ thống đường giao thông nông thôn còn nhiều điểm chưa phù hợp. Cụ thể, chiều dày mặt đường BTXM (tham khảo) cũng có giá trị từ 14-18cm trở lên. Ngoài ra, còn yêu cầu về chiều dày tầng móng, loại vật liệu tầng móng, ngoài ra tầng móng thiết kế phải đảm bảo bằng phẳng, chất lượng đồng đều và liên tục. Thực tế hiện nay việc thiết kế mặt đường BTXM nông thôn chưa hoàn toàn tuân thủ theo các quy định trên nhất là về thiết kế, kiểm toán tấm BTXM, chủ yếu thiết kế theo cấu tạo, chiều dày tấm BTXM thông thường từ 8 - 12cm thậm chí còn nhỏ hơn nhằm đảm bảo suất đầu tư thấp, đặc biệt hiện nay hầu như chưa chú ý đến mức độ quan trọng của việc thiết kế tầng móng mặt đường BTXM, chưa quy định chặt chẽ về yêu cầu kỹ thuật, vật liệu tầng móng chủ yếu là cát đầm chặt. Do đó, sau một thời gian ngắn sử dụng mặt đường BTXM mau hư hỏng nhất là do mác bê tông thấp và nền móng không đảm bảo.

Tăng cường việc áp dụng mặt đường BTXM:

Chiều 16/3/2012, Bộ trưởng Bộ GTVT và Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ký kết chương trình tổng thể phối hợp về sử dụng xi măng trong xây dựng HTGT. Tại buổi lễ, hai Bộ trưởng đã tiến hành ký kết thỏa thuận phối hợp  tăng cường sử dụng xi măng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông ở Việt Nam với 4 nội dung lớn. Thứ nhất, đánh giá hiện trạng, các bài học kinh nghiệm rút ra trong quá trình xây dựng, khai thác mặt đường bê tông xi măng, các vấn đề liên quan đến đơn giá, định mức, chi phí xây dựng, các giải pháp, cơ chế chính sách thực hiện trong thời gian qua và đề ra các mục tiêu, giải pháp và phương hướng sắp tới. Thứ hai, lựa chọn một đoạn đường phù hợp để triển khai thi công mặt đường bê tông xi măng nhằm hoàn thiện, làm chủ công nghệ thiết kế, thi công và khai thác mặt đường bê tông xi măng ở Việt Nam. Thứ ba, soát xét hoàn chỉnh hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật, đề xuất các giải pháp, cơ chế chính sách có tính đặc thù để tăng cường sử dụng xi măng có hiệu quả trong xây dựng kết cấu HTGT. Trao đổi kết quả nghiên cứu, đào tạo, phát triển nguồn nhân lực và chuyển giao công nghệ trong thiết kế, giám sát, thi công và khai thác kết cấu HTGT sử dụng xi măng. Thứ tư, xây dựng lộ trình sử dụng xi măng trong các dự án từ đường ô tô cấp cao đến các loại đường giao thông nông thôn, miền núi, bãi đỗ xe, trạm thu phí, trạm dừng nghỉ trên các tuyến giao thông.

Đầu tháng 7/2012, Phó Thủ tướng Chính phủ Hoàng Trung Hải yêu cầu Bộ GTVT chủ trì xây dựng đề án sử dụng xi măng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông trình Thủ tướng Chính phủ xem xét, quyết định trong tháng 8/2012. Đề án cần nêu rõ tiêu chí loại đường giao thông sử dụng bê tông xi măng (BTXM), phương án huy động vốn và các cơ chế, chính sách khuyến khích, dự án thí điểm cụ thể việc sử dụng xi măng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông.

Như vậy, về chủ trương thực hiện xây dựng mặt đường BTXM đã được Bộ Giao thông vận tải và Bộ Xây dựng cam kết thực hiện. Sau khi nghiên cứu danh mục, cơ chế đặc thù đảm bảo tính khả thi và có khả năng bố trí vốn, Bộ GTVT dự kiến triển khai thí điểm đối với 5 dự án đó là: đường bộ nối cao tốc Hà Nội - Hải Phòng với cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình (thuộc tỉnh Hưng Yên và Hà Nam); đường nối cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình với QL1A; QL8B (Đoạn từ đường vào cầu Bến Thủy đến QL1A, tỉnh Hà Tĩnh); Dự án điều chỉnh QL32C đoạn qua thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ; 10km QL 15A khu vực Truông Bồn, tỉnh Nghệ An. Vì vậy, trong thời tới hứa hẹn sẽ có nhiều chuyển biến tích cực trong việc ứng dụng mặt đường BTXM trong công trình giao thông. Tuy nhiên, việc ứng dụng mặt đường BTXM hiện nay cũng còn nhiều khó khăn, bất cập cần phải tiếp tục hoàn thiện, vấn đề đặt ra là:

- Đến thời điểm này Việt Nam chưa có bộ Tiêu chuẩn Việt Nam hoàn chỉnh về thiết kế, thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM. Vì vậy, trong thời gian tới cần phải tiếp tục hoàn thiện hệ thống Tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy trình, quy phạm, định mức kinh tế kỹ thuật trong việc thiết kế, thi công, nghiệm thu, bảo trì mặt đường BTXM và nhất là cần hoàn thiện và sớm ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam;

- Do có lợi thế về tuổi thọ và công nghệ xây dựng ngày càng có nhiều tiến bộ nên mặt đường BTXM cần được nghiên cứu áp dụng, đặc biệt là các tuyến đường tỉnh và Quốc lộ. Cần có chủ trương khuyến khích thiết kế và xây dựng mặt đường ô tô theo hướng sử dụng các lớp móng đường ô tô các cấp (kể cả cứng và mềm) là các lớp vật liệu gia cố xi măng;

- Mặt đường BTXM có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn mặt đường bê tông atphalt, tuy nhiên nếu xét đầy đủ cả vòng đời của nó (từ 30 – 40 năm) về những ưu và nhược điểm của mặt đường, sự phù hợp của mặt đường về chế độ thủy nhiệt thì mặt đường BTXM có nhiều ưu điểm, giá thành thấp hơn mặt đường bê tông atphalt từ 20-25%. Vì vậy, cần tiến hành khảo sát, đánh giá hiện trạng và hiệu quả kinh tế kỹ thuật các đoạn mặt đường BTXM đã xây dựng trên một số quốc lộ để xem xét sự hợp lý, hiệu quả của mặt đường BTXM làm cơ sở cho việc triển khai xây dựng mặt đường BTXM trên diện rộng trong thời gian tới;

- Cần tăng cường các công tác quản lý chất lượng từ thiết kế, công nghệ và thiết bị thi công theo hướng đồng bộ;

- Đối với mặt đường BTXM giao thông nông thôn hiện nay việc áp dụng tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm phù hợp với tình hình thực tế còn rất khó khăn. Vì vậy, cần phải nghiên cứu hoàn thiện Tiêu chuẩn thiết kế, công nghệ thi công theo hướng phù hợp thực tế, đặc biệt là vấn đề thiết kế chiều dày tấm BTXM, chiều dày và vật liệu lớp móng phải phù hợp tải trọng thiết kế và lưu lượng tính toán của công trình giao thông nông thôn nhằm đảm bảo suất đầu tư hợp lý nhưng vẫn phù hợp các yêu cầu kỹ thuật.

Để kết thúc bài viết này dẫn lời của PGS.TS Tống Trần Tùng, phó chủ tịch hội đồng Khoa học công nghệ (Bộ GTVT) đánh giá việc ứng dụng mặt đường BTXM nông thôn hiện nay như sau: “Làm đường bằng bêtông ximăng là xu hướng phát triển của cả thế giới, vấn đề là phải quản lý thật chặt về chất lượng, phải chú trọng kết cấu nền, móng, chứ nếu làm mỗi lớp mặt như đường giao thông nông thôn thì sẽ trả giá đắt”.