Bắt đúng “bệnh” trị hằn lún

Khắc phục hằn lún

 PV: Những hư hỏng mặt đường bê tông nhựa thường xuyên xảy ra gần đây, ông có đánh giá như thế nào về vấn đề này?

TS. Nguyễn Quang Phúc: Kết cấu mặt đường bê tông nhựa với những ưu điểm của mình như êm thuận, dễ thi công, dễ bảo trì sửa chữa và nâng cấp được sử dụng phổ biến trên thế giới và Việt Nam. Theo thống kê có đến hơn 80% các tuyến đường cấp cao sử dụng loại kết cấu này.

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm, kết cấu mặt đường bê tông nhựa lại có những nhược điểm như hằn lún ở nhiệt độ cao, nứt mỏi ở nhiệt độ thấp, phải nhập khẩu nhựa đường… đòi hỏi phải có những giải pháp thiết kế, thi công và khai thác phù hợp.

PV: Ở các nước có xảy ra hiện tượng HLVBX không và chúng ta có thể học gì từ các nước, thưa ông?

TS. Nguyễn Quang Phúc: HLVBX xảy ra ở tất cả các nước, nhất là các vùng có khí hậu nóng. Trong quá trình phát triển của mình, các nước đã trải qua giai đoạn HLVBX hàng loạt như ở Việt Nam. Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc đều đã trải qua giai đoạn này từ 15 - 30 năm trước. Các nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc cũng bị HLVBX ở các mức độ khác nhau từ nhẹ đến nghiêm trọng. Các nước cũng đã giải quyết được HLVBX và kinh nghiệm này Việt Nam cần tham khảo, học tập rút kinh nghiệm.

Kinh tế phát triển, lưu lượng và tải trọng xe tăng lên, nhiều xe quá tải dẫn đến HLVBX xuất hiện nhiều đòi hỏi phải có những nghiên cứu khắc phục. Mỹ là nước có rất nhiều kinh nghiệm, có công nghệ hiện đại để khắc phục HLVBX đáng để Việt Nam học tập. Các bang phía Nam nước Mỹ như: Texas, Arizona, Florida… cũng có mùa hè nóng như Việt Nam và chúng ta có thể tận dụng kinh nghiệm từ các vùng này. Hiện Mỹ đã có tiêu chuẩn lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu cho từng khu vực phụ thuộc điều kiện khai thác thực tế.

PV: Có ý kiến cho rằng HLVBX là do thi công nhưng lại có ý kiến là do biến đổi khí hậu, nhiệt độ tăng cao bất thường?

TS. Nguyễn Quang Phúc: Dưới dự chỉ đạo quyết liệt của Bộ GTVT, thời gian qua, các chủ thể tham gia dự án đã nghiêm túc thực hiện nên HLVBX trên các đoạn tuyến mới đưa vào khai thác đã giảm đáng kể, công tác quản lý và phối hợp xử lý đã kịp thời và tốt hơn. So với năm 2014, chất lượng bê tông nhựa mặt đường có khả năng chống HLVBX được cải thiện nhiều.

Có thể đơn giản hóa nguyên nhân gây ra HLVBX như sau:

- Đường làm chỗ ít xe, xe nhẹ như trong đô thị thì không bị lún còn trên QL thì lún nhiều và lún sớm?

- Đường làm về mùa lạnh thì không bị lún nhưng vào mùa nóng thì bị lún nhiều?

Vậy, loại bỏ các nguyên nhân do thi công thì có 2 nguyên nhân chính là nhiệt độ và tải trọng. Bây giờ phải thiết kế/thi công để chống lại 2 tác động này, không thể có 1 kết cấu với 1 loại nhựa mà dùng tất cả các nơi được.

Thực tế, trong tháng 5/2015 vừa qua nắng nóng xuất hiện dài ngày, nhiệt độ cao ở khu vực các tỉnh phía Bắc và miền Trung (nhiệt độ có nơi trên 40⁰C và Trường Đại học Giao thông vận tải đã đo bằng những thiết bị chính xác nhiệt độ mặt đường lên đến 70⁰C). Tuy nhiên, khi phân tích chuỗi số liệu nhiệt độ trong hơn 20 năm của gần 70 trạm khí tượng nhận thấy nhiệt độ không khí tăng/giảm không nhiều. Ví dụ, nhiệt độ cao nhất của Hà Nội đã đến 42⁰C.

Vấn đề cơ bản là phải thiết kế chọn loại nhựa phù hợp với điều kiện nhiệt độ và tải trọng khai thác. Tiêu chuẩn AASHTO (Mỹ) đã lựa chọn loại nhựa theo đặc tính khai thác PG (Performance Grade) có thể tham khảo ở Việt Nam.

PV: Vậy, nguyên nhân nào dẫn đến HLVBX và hướng giải quyết thế nào?

TS. Nguyễn Quang Phúc: Chất lượng khai thác mặt đường bê tông nhựa phụ thuộc vào 4 yếu tố: Tải trọng - lưu lượng xe, điều kiện khí hậu, vật liệu, nền đường. Thi công mặt đường BTN cũng gồm nhiều khâu: Sản xuất cốt liệu, chuẩn bị nhựa đường, trộn hỗn hợp, vận chuyển, rải, lu lèn và bảo dưỡng, nếu không tuân thủ đúng quy trình ở tất cả các khâu thì dẫn đến hư hỏng và không thể “bù trừ” được cho nhau.

Với mỗi trường hợp cụ thể thì có những nguyên nhân khác nhau, có thể là do thiết kế kết cấu, lựa chọn vật liệu, do tải trọng xe, do thi công… cần có những đánh giá đúng “bệnh” cho từng đoạn đường mới có thể khắc phục được.

Loại trừ dần những nguyên nhân khách quan thì việc thiết kế, lựa chọn kết cấu, lựa chọn cấp phối và chọn loại nhựa là nguyên nhân chính dẫn đến giảm chất lượng mặt đường. Đặc biệt, trong giai đoạn hiện nay, việc chọn loại nhựa hầu như chỉ dùng 60/70 cho tất cả các loại đường, các vùng miền. Với những đường có lưu lượng xe lớn, tải trọng nặng cần phải sử dụng nhựa cải tiến, nhựa 40/50 hoặc nhựa polymer.

Việc chọn loại đá cũng rất quan trọng. Để giảm giá thành xây dựng cần tận dụng nguồn vật liệu tại chỗ. Tùy từng loại đá mà có các ứng xử khác nhau đòi hỏi phải có kinh nghiệm và nhiều khi là “trả giá”.

Gần đây, Trường Đại học GTVT đã nghiên cứu thử nghiệm các loại BTN có phụ gia như TPP, SBS, PRPlast cho kết quả chống HLVBX tốt.

Nghiên cứu các loại BTN/công nghệ có khả năng chống lại VHLBX cao như: SMA, bê tông nhựa rỗng, mặt đường bán mềm… cũng là những hướng cần quan tâm.

Đường làm ra phục vụ con người và đường hỏng cũng là do con người chứ không đổ được cho “trời” hay cho “đất” được.

PV: Theo ông, nên dùng tất cả nhựa polymer hay dùng loại BTN cải tiến?

TS. Nguyễn Quang Phúc: Chọn loại nhựa phụ thuộc vào điều kiện khai thác, với những đường chịu tải trọng nhẹ, đường phố thì có thể sử dụng nhựa 60/70 thậm chí là 85/100, còn những đường chịu tải trọng nặng ở vùng khí hậu nóng thì phải dùng nhựa 40/50 và polymer. Những chỗ nút giao thông, cửa ngõ lớn ra vào cảng, tải trọng xe rất nặng với lưu lượng lớn thì BTN polymer hay các loại BTN cải tiến khác cũng khó mà chịu được thì cần phải có giải pháp kết cấu mặt đường bán mềm, mặt đường BTXM hoặc mặt đường lát block…

Việc chọn nhựa phải đảm bảo kinh tế kỹ thuật với tổng chi phí xây dựng và khai thác là nhỏ nhất. Có thể chi phí ban đầu tăng nhưng chi phí bảo trì, bảo dưỡng giảm dẫn đến tổng chi phí tối ưu.

Một khó khăn nữa để có thể áp dụng được nhựa polymer là theo “Quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa sử dụng nhựa đường polymer 22 TCN 356-06” thì đá gốc để sản xuất đá dăm cần phải có cường độ cao. Giới hạn bền nén của đá gốc để làm lớp mặt trên đối với đá macma, biến chất tối thiểu 120 MPa, với đá trầm tích tối thiểu 100MPa. Để giảm giá thành, tận dụng vật liệu tại chỗ kiến nghị cho phép nghiên cứu sử dụng các loại đá có cường độ thấp hơn sản xuất BTN polymer.

Tuy nhiên, đã có chất liên kết tốt rồi phải chọn loại đá và cấp phối cốt liệu (tỷ phối) tối ưu mới phát huy được hiệu quả cao nhất.

Cũng xin lưu ý rằng không thể có một giải pháp kết cấu, tỷ lệ phối cốt liệu “vạn năng”, mà phải tùy từng nguồn/loại cốt liệu, từng điều kiện khai thác cụ thể.

PV: Có cần điều chỉnh hệ thống quy trình quy phạm bê tông nhựa ở Việt Nam cho phù hợp và có thể khắc phục được hoàn toàn HLVBX, thưa ông?

TS. Nguyễn Quang Phúc: Hệ thống quy trình quy phạm hiện hành ở Việt Nam được biên soạn dựa trên các tiêu chuẩn tiên tiến trên thế giới mà chủ yếu từ Mỹ, Nga, Trung Quốc… có điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam. Do điều kiện khai thác thay đổi (tải trọng xe nặng, lưu lượng lớn, nhiệt độ tăng, nguồn vật liệu đá có chất lượng tốt khan hiếm…) nên một số tiêu chuẩn Việt Nam đang sử dụng cần được cập nhật bổ sung cho phù hợp với sự phát triển của thế giới và điều kiện khai thác của Việt Nam.

Bộ GTVT cũng đang nghiên cứu cập nhật, bổ sung, điều chỉnh quy trình, quy phạm thiết kế, thi công mặt đường bê tông nhựa, đặc biệt là nhựa đường chịu được nhiệt độ cao để đưa ra các giải pháp khắc phục triệt để và bền vững hiện tượng HLVBX đối với mặt đường bê tông nhựa.

HLVBX là vấn đề khó đã và không chỉ gặp phải ở Việt Nam mà còn gặp ở các nước phát triển có trình độ khoa học công nghệ cao. Các giải pháp mà Bộ GTVT đưa ra đã dần từng bước hạn chế thấp nhất khả năng xuất hiện HLVBX. Các chuyên gia, các nhà khoa học vì trách nhiệm xã hội sẽ luôn đồng hành cùng Bộ GTVT đóng góp ngày càng nhiều cho sự nghiệp phát triển mạng lưới đường bộ có chất lượng tốt ở Việt Nam.

PV: Xin cảm ơn ông!