1. Giới thiệu

Ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới hiện đại vào thi công nhằm nâng cao chất lượng công trình hạ tầng giao thông, xây dựng hệ thống giao thông thông minh, thân thiện với môi trường; xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật phục vụ công tác quy hoạch, khảo sát thiết kế; làm chủ công nghệ thi công... là những mục tiêu chiến lược trong hoạt động khoa học công nghệ (KHCN) ngành GTVT trong thời gian tới.

Cơ sở hạ tầng xanh là định nghĩa mà tính đến tính kết nối của hệ sinh thái, hỗ trợ và bảo vệ các dịch vụ sinh thái trong khi đó vẫn tính đến giảm thiểu và thích ứng với biến đổi khí hậu. Nó đóng góp giảm tối đa các rủi ro thiên tai bằng cách tiếp cận dựa trên hệ sinh thái để bảo vệ vùng ven biển thông qua đầm lầy/phục hồi đồng bằng hơn là xây dựng đê, kè. Cơ sở hạ tầng xanh giúp đảm bảo cung cấp bền vững cho hàng hoá và dịch vụ của các hệ sinh thái trong khi đó ra tăng thích ứng với hệ sinh thái.

Trong thiết kế thi công:

- Lồng ghép giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong các dự án đầu tư;

- Lồng ghép tiêu chí xanh vào xây dựng quy trình kỹ thuật đánh giá tác động môi trường khi đầu tư xây dựng công trình giao thông;

- Sử dụng các loại vật liệu, giải pháp thi công đảm bảo tiết kiệm năng lượng

Đối tượng nghiên cứu của bài báo là Công nghệ mới, vật liệu mới trong phát triển hạ tầng giao thông đường bộ.

Phạm vi nghiên cứu: Ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới trong phát triển hạ tầng giao thông Đường bộ.

2. Nâng cao hiệu quả công tác duy tu, bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông bằng việc đẩy mạnh tái chế, sử dụng vật liệu tại chỗ, tận thu vật liệu, giảm ô nhiễm môi trường trong duy tu, bảo trì kết cấu hạ tầng

Trong giai đoạn vừa qua, hệ thống KCHT giao thông đã được phát triển nhanh theo hướng đồng bộ, có trọng tâm trọng điểm, tập trung vào các công trình có tính kết nối, lan tỏa lớn, tạo động lực phát triển KT-XH.

Các tuyến giao thông đường bộ chính yếu được đầu tư nâng cấp kết hợp tăng cường công tác quản lý bảo trì, đã nâng cao đáng kể năng lực thông qua. Một số công trình giao thông hiện đại như đường bộ cao tốc đã được đầu tư xây dựng đạt tiêu chuẩn khu vực và quốc tế, góp phần tạo diện mạo mới cho đất nước.

Cùng với việc đẩy mạnh đầu tư xây dựng KCHT giao thông, công tác quản lý, khai thác, bảo trì KCHT giao thông đã được nâng cao, tăng cường trên nhiều mặt:

+ Công tác xây dựng kế hoạch quản lý, khai thác được đổi mới theo hướng lập kế hoạch hàng năm, ngắn hạn, trung hạn làm cơ sở bố trí nguồn vốn cũng như khuyến khích, kêu gọi các hình thức xã hội hóa phù hợp chất lượng quản lý bảo trì, khai thác kết cấu hạ tầng giao thông từng bước được nâng cao, đáp ứng yêu cầu cơ bản của phát triển kinh tế - xã hội đất nước.

+ Cơ chế chính sách về quản lý, bảo trì đã được cải tiến, thay đổi theo định hướng hoàn thiện bộ máy tổ chức quản lý, kiểm tra và giám sát các nhà thầu duy tu bảo dưỡng và quản lý tới từng địa bàn; phân cấp và tăng cường quản lý tại các đơn vị cơ sở; cơ quan quản lý cấp trên tập trung thực hiện các nhiệm vụ xây dựng cơ chế chính sách, chiến lược, quy hoạch và các công việc vĩ mô.

+ Phương thức thực hiện quản lý khai thác KCHT giao thông được chuyển đổi theo định hướng xã hội hóa thông qua đấu thầu, đặt hàng sản xuất, cung ứng sản phẩm, dịch vụ công ích quản lý bảo trì hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông.

+ Thực hiện tách bạch rõ chức năng quản lý nhà nước và thực hiện bảo trì đường bộ thông qua việc chuyển các công ty sửa chữa đường bộ về các tổng công ty xây dựng.

3. Triển khai ứng dụng công nghệ thân thiện môi trường

Trong giai đoạn 2016-2020 Bộ GTVT đã đẩy mạnh công tác nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiết kiệm nhiên liệu, nhiên liệu sạch, tái chế, thân thiện với môi trường và điều hành khai thác vận tải. Bộ đã thực hiện được 25 đề tài nghiên cứu cụ thể như sau: 7 đề tài về ngành Đường thủy và Hàng hải, 11 đề tài về ngành Đường bộ, 3 đề tài ngành Hàng không và 4 đề tài nghiên cứu chung khác.

4. Đánh giá hiệu quả trong công tác thực hiện

Trong 5 năm qua, Bộ Giao thông vận tải, Tổng cục Đường bộ Việt Nam, ngành giao thông ở các địa phương đã quan tâm chỉ đạo, tổ chức thực hiện toàn diện công tác phát triển kết cấu hạ tầng giao thông trong đó công tác quản lý, bảo trì đã từng bước đổi mới, ứng dụng thành công nhiều sản phẩm khoa học, kỹ thuật, sử dụng vật liệu tại chỗ, tận thu vật liệu, giảm ô nhiễm môi trường trong duy tu, bảo trì kết cấu hạ tầng. Nhờ vậy kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ đã xây dựng từ nhiều năm trước ngày càng tốt hơn, khả năng chịu tải trọng lớn hơn với mật độ lưu lượng ngày càng tăng; tuổi thọ công trình được kéo dài, thời hạn cần sửa chữa lớn hoặc đầu tư xây dựng lại được đẩy lùi sang nhiều năm sau làm giảm chi phí đầu tư của nhà nước và nhân dân

5. Đề xuất, khuyết khích triển khai một số công nghệ

• Công nghệ cào bóc tái sinh nguội các lớp kết cấu áo đường

Đây là một trong những công nghệ hiện đại, cơ giới hóa cao, đã được áp dụng phổ biến trong các dự án sửa chữa, nâng cấp các công trình đường bộ trên thế giới.

Điểm chung của các công nghệ cào bóc, tái chế là sử dụng máy cào bóc của các nước tiên tiến (Đức, Nhật Bản, vv…) để cào bóc lại lớp mặt đường hoặc cào bóc lại cả lớp móng và lớp mặt đường đã rạn nứt, hư hỏng mà theo công nghệ cũ sẽ phải bỏ đi.

Sau khi cào bóc, máy sẽ phối trộn thêm các vật liệu theo từng loại công nghệ của Đức, Mỹ hoặc Nhật Bản, lu lèn chặt để tạo thành lớp kết cấu mới có độ chặt cao, khả năng chịu lực lớn hơn. Bên trên đó sẽ thảm một lớp bê tông nhựa trước khi cho xe chạy.

Công nghệ này còn giúp việc thi công nhanh; không cần sử dụng thêm khối lượng lớn cát, đá để làm móng. Trước đây khi áp dụng công nghệ thi công theo cách truyền thống, sau một thời gian mặt đường bong tróc, khi sửa chữa phải vận chuyển đổ vật liệu hỏng đi. Nhưng nay áp dụng công nghệ mới này đã triệt tiêu những nhược điểm, đồng thời tái chế lại toàn bộ vật liệu hỏng và thảm lại mặt đường ngay lập tức. Theo đó, không mất công đổ vật liệu, đảm bảo vệ sinh môi trường, giảm được tài nguyên như đá, cát để đưa về làm lại.

Việc ứng dụng công nghệ mới cào bóc tái chế mặt đường tại các công trình giao thông đã góp phần quan trọng trong việc thực hiện "Chiến lược phát triển khoa học công nghệ ngành giao thông vận tải giai đoạn 2014-20120 và định hướng đến năm 2030" và “Đề án Tăng cường ứng dụng khoa học công nghệ trong quản lý chất lượng xây dựng, khai thác và bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông giai đoạn 2013-2020” của Bộ GTVT.

Công nghệ cào này đã được áp dụng ở Việt Nam  trên các dự án sửa chữa nhiều đoạn, nhiều dự án trên các tuyến quốc lộ 5, quốc lộ 2, quốc lộ 1 trong các khu vực Bắc, Trung và Nam bộ, QL70, QL47, đường Hồ Chí Minh và các quốc lộ khác và rất nhiều tuyến đường tỉnh, đường địa phương khác có kết cấu áo đường là bê tông nhựa, láng nhựa.

• Công nghệ bảo trì dự phòng mặt đường

Công tác bảo trì dự phòng nhằm ngăn ngừa các hư hỏng lớn phát sinh trong quá trình khai thác, qua đó hạn chế sự xuống cấp công trình, giảm chi phí đầu tư sửa chữa lớn, kéo dài tuổi thọ kết cấu công trình. Theo kinh nghiệm của các nước phát triển thì bảo trì dự phòng tốt có thể giảm đến 60% chi phí sửa chữa và giảm rất nhiều chi phí so với để đến khi hư hỏng phải làm lại toàn bộ lớp mặt đường.

- Công nghệ bảo trì bằng vật liệu Microsurfacing: Công nghệ này có nguồn gốc từ Tây Ban Nha, Pháp và một số nước Tây Âu. Ở Châu Á, công nghệ này phát triển đầu tiên và mạnh nhất ở Ấn Độ thông qua hãng ELSAMEX. Ngày nay nó đã phát triển rộng rãi ở Trung Quốc, Thái Lan và nhiều nước khác. Công nghệ Microsufacing gồm việc sử dụng nhũ tương nhựa đường polimer kết hợp với cốt liệu đá kích cỡ nhỏ phù hợp đối với mặt đường BTN bị rạn nứt hoặc hằn lún nhỏ đã được các nước Châu Âu sử dụng rộng rãi trong bảo trì dự phòng.

Trên hệ thống quốc lộ. Bộ GTVT ban hành  Quyết định số 2164/QĐ-BGTVT ngày 12/7/2016 - Quy định về thiết kế thi công và nghiệm thu lớp phủ vữa nhựa polime (Microsurfacing-Macro Seal) và năm 2017 Bộ Giao thông vận tải đã cho phép Tổng cục Đường bộ Việt Nam mở rộng áp dụng ra quốc lộ 2 tại Hà Giang, quốc lộ 1 trên các dự án BOT đoạn phía Nam cầu Bến Thủy, đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 61 tại Hậu Giang và nhiều tuyến đường khác. Ưu điểm của công nghệ là thi công nhanh, qua sử dụng cho thấy các đoạn đã áp dụng phòng, chống sự xuống cấp của mặt đường bê tông nhựa sau một thời gian khai thác; chi phí rẻ hơn so với thảm lớp bê tông nhựa theo cách làm truyền thống bên trên.

• Công nghệ cào bóc tái chế nóng:

Đây là công nghệ để sửa chữa mặt đường bê tông nhựa. Nguyên lý chung là cào bóc lại lớp mặt bê tông nhựa bị hư hỏng, rạn nứt, lão hóa sau đó vận chuyển về đưa vào trạm sản xuất bê tông nhựa để tái chế lại, trong đó sẽ bổ sung nhựa đường, dầu hoặc các chất phụ gia tùy theo công nghệ riêng của các nước, từng nhà sản xuất và phụ thuộc vào mức độ lão hóa, tỷ lệ nhựa đường còn lại của lớp cào bóc ở hiện trường. Sau khi sản xuất xong, ô tô vận chuyển lại công trường và đưa vào máy để rải như công tác rải bê tông nhựa truyền thống. Tuy nhiên chi phí cho việc cào lớp bê tông mặt đường cũ và chuyển về trạm sản xuất tập trung khá cao và thời gian thông xe còn chậm nên chưa áp dụng rộng rãi.

Ở Việt Nam việc cào bóc tái chế nóng ở phạm vi hẹp được ứng dụng cho sửa chữa các vị trí hư hỏng nhỏ, cục bộ dạng ổ gà, bê tông mặt đường dạn nứt cần sửa chữa. Đặc điểm chung là cào bóc lớp bê tông nhựa bị hỏng, xúc đưa vào thiết bị làm nóng tại hiện trường, bổ sung thêm lượng nhựa cho phần tái chế do đã hao hụt nhựa trong quá trình khai thác. Sau một thời gian đốt nhựa đủ nhiệt độ, thiết bị sẽ xả bê tông nhựa vào vị trí cũ để san phẳng đầm chặt và thông xe. Tuy nhiên trước khi đổ bê tông nhựa xuống vị trí cần sửa đã tưới nhũ tương nhựa đường dính bám để kết dính phần bê tông nhựa mới với kết cấu bên dưới và xung quanh. Công nghệ này được các đơn vị duy tu bảo dưỡng trang bị ở Khu vực Nghệ An và nhiều nơi khác.

Ths. Nguyễn Như Minh

Ks. Đặng Văn Quỳnh

Viện Chiến lược và phát triển giao thông vận tải