Nghiên cứu đề xuất giải pháp mới tạo khe co giả ở đáy tấm bê tông xi măng mặt đường giao thông nông thôn

Tác giả: TS. VŨ NGỌC TRỤ - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Tình trạng hư hỏng khe co trên đường nông thôn

Khi tấm BTXM mặt đường tiếp xúc với môi trường ngoài sẽ xảy ra hiện tượng co hoặc duỗi tấm do sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm, dẫn tới sự tích lũy nội lực có thể phát sinh ứng suất kéo trong tấm. Vì vậy, mặt đường BTXM được phân tấm để giới hạn trị số ứng suất kéo do nhiệt tránh gây nứt tấm BTXM. Các nghiên cứu lý thuyết và thực tế về mặt đường bê tông không cốt thép đã xác định rằng khoảng cách tối ưu giữa các khe nối phụ thuộc vào độ dày tấm, cốt liệu bê tông, độ cứng của nền móng đáy tấm và khí hậu [2]. Quy định [1] chiều dài tấm BTXM không vượt quá 5 m ở khu vực miền Nam và không quá 5,5 m ở miền Bắc. Một số kết quả nghiên cứu quốc tế [2,3] cũng khuyến cáo khoảng cách giữa các khe co nên lấy tối đa từ 4,5 - 6 m.

Sự co duỗi tấm BTXM không chỉ xảy ra trong giai đoạn khai thác đường, mà thực tế xảy ra ngay sau khi đổ bê tông. Sau quá trình thủy hóa, bê tông tươi ở nhiệt độ cao sẽ có quá trình giảm nhiệt độ khi tiếp xúc với môi trường xung quanh và tạo ra ứng suất nhiệt gây co tấm. Nếu gradient nhiệt lớn quá, giá trị ứng suất nhiệt hình thành có thể vượt qua khả năng chịu kéo của BTXM còn non tuổi gây nứt vỡ mặt đường ở vị trí không mong muốn. Các nhà chuyên môn đã có sáng kiến lợi dụng ứng suất nhiệt xuất hiện trong lúc tấm bê tông giảm nhiệt sau khi thủy hóa để gây nứt tấm tại vị trí tiết diện bị giảm yếu nhằm giảm chi phí xẻ khe. Nếu tấm BTXM không được phân tách ở giai đoạn này thì sẽ có rủi ro về việc xuất hiện các vết nứt không mong muốn trên tấm do ứng suất nhiệt trong giai đoạn tiếp theo.

Trong những năm gần đây, mặt đường BTXM đã được sử dụng nhiều hơn trong mạng lưới giao thông địa phương. Kết quả điều tra hiện trường [4] cho thấy hiện tượng hư hỏng ở khe co đã xuất hiện phổ biến trong giai đoạn khai thác như mô tả ở Hình 1.1 với các nguyên nhân chính được chỉ ra trong [4] cho thấy, việc phân tấm trong giai đoạn thi công và việc kiểm soát chất lượng thi công khe nối chưa được áp dụng đầy đủ. Mặt khác, việc áp dụng các chỉ dẫn kỹ thuật thi công khe nối hiện tại là khó có thể đáp ứng đối với các công trình giao thông nông thôn có sự tham gia của cộng đồng địa phương, trình độ thi công ở mức độ thấp.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây