Để tăng cường khả năng chịu kéo của BTN có thể sử dụng một số loại cốt khác nhau. Những kết quả nghiên cứu bước đầu về BTN có cốt chúng tôi thông tin để các đồng nghiệp chia sẻ, thảo luận. Nghiên cứu được thực hiện do Bộ môn Đường bộ, trường Đại học GTVT kết hợp với Phòng thí nghiệm trọng điểm đường bộ I, Viện KHCN GTVT.

2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

BTN có cốt nhằm tăng cường khả năng chịu lực, khả năng chống nứt khi sử dụng trên các bản mặt cầu, các bến đỗ xe đã được nghiên cứu sử dụng trên các bản mặt cầu, các bến đỗd xe đã được nghiên cứu sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới như: Đức, Hà Lan, Thuỵ Điển, Mỹ, Ý… và cho các kết quả tốt. Các hãng chính phát triển cốt cho BTN có thể kể ra là: Maccaferri, Tensar… Các loại cốt được sử dụng bao gồm:

+ Lưới thép đan ô vuông dùng thép ф₅, ф₆, ф₇.

+ Lưới thép Road mesh - Maccaferri (lưới đan dạng mắt cáo).

+ Lưới thép địa kỹ thuật Tensar ARG.

+ Lưới địa kỹ thuật

Với những loại cốt trên hiệu quả đem lại tương đối cao cụ thể: hạn chế các dạng vết nứt khác nhau, chống hiện tượng lún vệt bánh xe, giảm chiều dày và kéo dài tuổi thọ của kết cấu được tăng cường.

3. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác định cường độ kéo uốn giới hạn (R_KU) của BTN được tăng cường tốt

Để bước đầu đánh giá hiệu quả của BTN có tăng cường cốt, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm trong phòng xác định cường độ kéo uốn giới hạn R_KU  của BTN có tăng cường cốt và so sánh với cùng loại vật liệu này không được tăng cường cốt. Loại BTN được lựa chọn để thử nghiệm là BTN chặt 10 (BTNC10) và 3 loại cốt tăng cường được sử dụng đó là: Vải địa kỹ thuật không dệt, lưới địa kỹ thuật và lưới thép.

3.1. Chuẩn bị vật liệu BTN và vật liệu cốt tăng cường

- Nguồn vật liệu sử dụng: Đá dăm các loại, bột khoáng, cát vàng và nhựa đường. Ttrước khi trộn mẫu tiến hành thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đối với nhựa đường và cốt liệu. Nội dung và trình tự thí nghiệm được thực hiện theo 22TCN 279-01 và 22TCN 249-98.

- Các loại cốt tăng cường:

+ Vải địa kỹ thuật không dệt.

+ Lưới địa kỹ thuật Miragrid 5XT.

+ Lưới thép ф₁ mắt đan 10 x10mm.

- Khuôn tạo mẫu thí nghiệm: Một bộ khuôn gồm 3 khuôn hình dầm có kích cỡ 4x4x16cm, làm bằng thép có bề dày lớn hơn 20mm.

- Tổ hợp mẫu thí nghiệm: Mỗi loại BTN thí nghiệm 6 mẫu để xác định giá trịtrung bình cường độ kéo uốn.

- Máy nén thuỷ lực có khả năng tạo ra lực nén 60T để nén mẫu với áp lực 300daN/cm².

- Máy thí nghiệmn kéo uốn thoả mãn vói các yêu cầu sau:

+ Khoảng cách giữa 2 gối (gối cố định và gối di động) > 14cm. Phần gối tiếp xúc với mẫu có dạng mặt trụ với bán kính 5mm.

+ Tấm đệm gia tải: Làm bằng kim loại dạng mặt trụ tròn bán kính 10mm hoặc có dạng mặt

phẳng dày 8mm. Tốc độ gia tải 100mm/phút.

3.2. Kết quả thí nghiệm

Cường độ chịu kéo uốn R_KU được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

P: tải trọng phá hoại mẫu (daN);

L: Khoảng cách giữa hai gối dầm (cm);

b,h: Chiều rộng và chiều cao mẫu (cm);

Kết quả thí nghiệm được thể hiện bảng 1.

Bảng 1. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo uốn các tổ hợp mẫu BTN

TT	Mã số mẫu	Kích thước mẫu (cm)		Cao trung bình (cm)	Lực pha hoại mẫu tb (daN)	Độ võng tb (mm)	RKU tb (daN/cm2)
		Rộng (cm)	Dài (cm)
1	TM1	4	16	4.04	195.86	2.04	63.198
2	TM2	4	16	4.1	177.46	1.96	55.463
3	TM3	4	16	4.03	165.63	1.96	53.833
4	TM4	4	16	4.0	151.28	1.74	49.615

TM1- Tổ mẫu bê tông nhựa có lưới thép tăng cường;

TM2- Tổ mẫu BTN có vải địa kỹ thuật

TM3- Tổ mẫu BTN có lưới địa kỹ thuật

TM4- Tổ mẫu BTN đối chứng, không có cốt.

4. Ứng dụng một số loại cốt tăng cường khả năng chịu lực cho BTN tại một số điểm trên địa bàn Hà Nội

4.1. Thí nghiệm đặt lưới thép

Để đánh giá hiệu quả thực tế đạt được của một số loại cốt tăng cường khả năng chịu lực cho BTN, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn thí điểm 3 bến đỗ xe bus thuộc tuyến đường Thái Hà – Chùa Bộc để tăng cường.

- Đối với lưới thép tiến hành với các loại lưới ф₆, ф₃, ф₁ tại 3 điểm bến chọn:

+ ф₆: Đặt dưới đáy lớp BTN mịn dày 7cm;

+ ф₃: Đặt dưới đáy 2 lớp BTN: lớp BTN thô dày 5 cm và lớp BTN mịn dày 3cm;

+ ф₁: đặt dưới đáy lớp BTN mị dày 3cm/

Bảng 2. Các loại lưới thép tăng cường

Loại thép Kích thước	ф6	ф3	ф1
Kích thước mắt lưới (cm)	15 x 15	6 x 6	2 x 2
Diện tăng cường (m2)	18	9	24

- Trình tự thi công:

+ Vệ sinh vị trí đặt lưới thép

+ Rải lưới thép

+ Căng lưới thép và ghim chặt lưới xuống đường.

+ Tưới nhựa dính bám.

+ Thảm lớp phủ BTN.

+ Lu lèn.

4.2. Thí nghiệm với lưới địa kỹ thuật

Nhóm nghiên cứu sử dụng loại lứới Miragrid 5XT để thử nghiệm khi tăng cường mặt đường tại vị trí lên cầu Đăm – Tây Tựu - Từ Liêm.

- Trình tư thi công:

+ Vệ sinh vị trí đặt lưới địa kỹ thuật

+ Rải lưới địa kỹ thuật

+ Căng lưới và ghim chặt lưới xuống đường.

+ Tưới nhựa dính bám.

+ Thảm lớp phủ BTN.

+ Lu lèn.

4.3. Thí nghiệm với vải địa kỹ thuật

Tại một số vị trí đường nội bộ trong trường Đại học GTVT, nhóm nghiên cứu còn sử dụng thử nghiệm một vài loại vải địa kỹ thuật làm cốt tăng cường được đặt dưới lớp BTN dày 5cm. Quá trình công nghệ thi công cũng tương tự như trên nhưng cần chú ý đảm bảo quá trình tưới nhựa bám dính, rải và lu các lớp vải không bị xô, lượn sóng.

4.4. Kết quả đạt được

Sau khi thi công  đã được 5 - 6 tháng quan sát lớp BTN tại các vị trí tăng cường bề mặt tốt hơn tại các vị trí liền kề không được tăng cường. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục đo mô đung đàn hồi bằng cần Belkenman tại những vị trí tăng cường cốt và những vị trí liền kề để đối chứng.

5. Kết luận và kiến nghị

5.1. Kết luận

- Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác định cường độ kéo giới hạn (R_KU) của mẫu BTN được tăng cường. Nhóm nghiên cứu nhạn thấy: Giá trị R_KU của mẫu BTN được tăng cường cốt cao hơn so với giá trị R_KU của mẫu không tăng cường. Cụ thể như sau: Lưới thép tăng 27,38%, vải địa kỹ thuật không dệt tăng 11,79% và cuối cùng là lưới địa kỹ thuật tăng 8,49%.

- Kết quả thí nghiệm thấy rằng tính dính bám giữa cốtc tăng cường và BTN ảnh hưởng đáng kể đến giá trị R_KU. Với những loại BTN thường có độ rỗng lớn, tính dính bám với cốt còn thấp, để khắc phục vấn đề này nhóm tác giả cũng đang tiến hành nghiên cứu loại vật liệu Mastic Asphalt đã được nhiều nước sử dụng khi tăng cường cốt.

- Kết quả thí nghiệm chưa phản ánh đúng khả năng và tăng khả năng kéo uốn giữa thí nghiệm và hiện trường vì mẫu nhỏ nên khi thí nghiệm với lưới địa kỹ thuật chỉ có hai sợi dọc nằm ở mẫu, thí nghiệm với thép thì dùng đường kính nhỏ nhưng thực tế dùng đường kính lớn.

- Để cốt phát huy tốt khả năng chịu lực thì trong quá trình thi công cần phải đảm bảo những yêu cầu: Cốt phải được kéo căng và ghim chặt với lớp dưới, nhựa dính bám phải được tưới kỹ.

- Qua thí nghiệm hiện trường thấy rằng về mặt trực quan lớp BTN có lưới cốt thép chất lượng giống như chỗ không có lưới thép. Tuy nhiên, để đánh giá khả năng chịu lực, cũng như độ bền thì cần phải đo thử nghiệm và có thời gian so sánh.

5.2. Hạn chế và kiến nghị

- Với tính năng chịu kéo cao của các loại vật liệu cốt cho thấy đây là vấn đề đáng được quan tâm nghiên cứu tiếp để từ đó có thể áp dụng rộng rãi tăng cường khả năng chịu lực cho BTN, đặc biệt ở những vị trí thường xuyên chịu bất lợi về tải trọng như: Điểm dừng xce bus, điểm dừng trước các trạm thu phí và đèn tín hiệu giao thông, đường lên cầu, mặt cầu và đường băng sân bay.

- Mặc dù đã xác định được R_KU của BTN được tăng cường cốt. Tuy nhiên, việc tìm ra cơ sở lý thuyết kiểm toán kết cấu áo đường được tăng cường cốt cần được nghiên cứu tiếp để từ đó có thể giảm thiểu được chiều dày của lớp BTN được tăng cường.

- Để kiểm tra khả năng tăng cường chịu kéo của BTN có cốt thì đây là vấn đề cần được nghiên cứu tiếp.

- Để tăng khả năng dính bám của cốt và đảm bảo sự làm việc đồng thời của cốt và BTN cần nghiên cứu phát triển loại vật liệu Mastic Asphalt.

- Do thời gian và điều kiện nghiên cứu có hạn nên nhóm nghiên cứu chưa đưa ra được các đánh giá định lượng cụ thể về kinh tế cũng như kỹ thuật so với các giải pháp xử lý khác.

- Để tiếp tục nghiên cứu cần nguồn kinh phí, sự ủng hộ của các cơ quan Bộ GTVT và sự cộng tác của các đồng nghiệp.