Bài giảng Bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô - Chương 3: Điều tra, đánh giá tình trạng mặt đường

Ch−ơng 3
đIềU TRA, đáNh GIá TìNH 
TRạNG MặT đ−ờNG
Chất l−ợng chạy xe của 
mặt đ−ờng
Năng lực chống trơn 
tr−ợt
Năng lực chịu tải của 
kết cấu mặt đ−ờng
 Trong quá trình sử dụng, do tác dụng trùng phục của xe 
chạy vμ của các nhân tố tự nhiên nên tính năng sử dụng của nó 
bị xấu đi liên tục, kết cấu mặt đ−ờng dần dần xuất hiện các 
hiện t−ợng biến dạng vμ cuối cùng đi tới trạng thái h− hỏng. 
Để có căn cứ quyết định các biện pháp bảo d−ỡng sửa chữa vμ 
tiến hμnh thiết kế tăng c−ờng hoặc cải tạo, cần phải tiến hμnh 
điều tra phân tích tình trạng mặt đ−ờng hiện có.
Tính năng sử 
dụng của mặt 
đ−ờng bao gồm 
ba mặt
3.1. Khái niệm chung
nNăng lực phục vụ của mặt đ−ờng:
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
ắ Chất l−ợng chạy xe hoặc mức độ êm thuận do mặt đ−ờng tạo ra 
đ−ợc gọi lμ năng lực phục vụ của mặt đ−ờng.
ắ Có thể tổ chức một nhóm cho điểm đánh giá.
+ Tổng hợp điểm đánh giá thu đ−ợc một điểm cho TB đ−ợc gọi lμ 
cấp đánh giá năng lực phục vụ PSR (Present Serviceability 
Rating).
+ Ngoμi việc cho điểm, các ng−ời nhận xét đánh giá còn cần cho 
câu trả lời đối với câu hỏi: mặt đ−ờng với trạng thái nh− vậy có
thể chấp nhận đ−ợc không? 
 Qua phân tích, ng−ời ta thấy: nhân tố chủ yếu về tình trạng 
đ−ờng sá có ảnh h−ởng đến năng lực phục vụ của mặt đ−ờng lμ độ 
bằng phẳng (95%); do đó, độ bằng phẳng trở thμnh yếu tố quan 
trọng nhất dùng để đánh giá năng lực phục vụ của mặt đ−ờng vμ 
việc đo độ bằng phẳng của cũng trở thμnh nội dung chủ yếu.
o Đo độ bằng phẳng của mặt đ−ờng:
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
ắ Hai bánh xe nhỏ chỉ lăn theo khi chúng
tiếp xúc với mặt đất; dùng chuyển vị kế
tuyến tính để đo chuyển vị t−ơng đối giữa
khung xe vμ mặt đ−ờng W - Z, đồng thời
đo gia tốc Z" của chuyển vị nμy bằng gia
tốc kế; từ đó tích phân 2 lần đối với các tín
hiệu thu đ−ợc sẽ biết đ−ợc chuyển vị Z của
khung xe. 
ắ Từ chuyển vị của khung xe cùng với chuyển vị t−ơng đối, sau khi xử lý sẽ có
chuyển vị thẳng đứng W của bánh xe nhỏ, đó cũng chính lμ mặt cắt bề mđ.
ắ Do loại thiết bị nμy có sử dụng bánh xe nhỏ. Vì vậy, Vđo của GMR th−ờng
không v−ợt quá 65 Km/h, thích hợp với việc đo đối với mặt đ−ờng t−ơng đối
bằng phẳng hoặc sử dụng khi nghiệm thu công trình vừa mới hoμn thμnh.
2.1. Loại thiết bị đo mặt cắt:
2.1.1. Thiết bị đo mặt cắt GMR 
(General Motor Roadmeter).
2.1.2. Thiết bị phân tích trắc dọc của mặt đ−ờng APL (Analyseur
de profil en long).
ắ Gồm các bộ phận sau: bánh xe lăn theo độ lồi lõm của bề mặt đ−ờng, cμng 
đỡ bánh xe, khung giá có lắp lò so vμ con lắc dao động quán tính với tần số 
thấp. Rơ moóc đ−ợc kéo theo ở những tốc độ khác nhau, thông th−ờng từ 
20km/h đến 70km/h tùy theo loại mặt đ−ờng.
ắ Con lắc quán tính để tạo ra một hệ nằm ngang chuẩn; thông qua việc đo 
chuyển vị góc của cμng đỡ bánh xe so với con lắc quán tính nằm ngang bằng 
máy tính vμ xử lý theo tốc độ đo, sẽ tính ra đ−ợc chuyển vị thẳng đứng của 
bánh xe lăn trên bề mặt đ−ờng.
ắ Thiết bị APL có thể dùng cho mặt đ−ờng có độ bằng phẳng khác nhau.
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.1.3. Thiết bị đo mặt cắt kiểu không tiếp xúc:
ắ Hiện đã xuất hiện 
một số ph−ơng án 
thiết bị đo độ bằng 
phẳng mμ không cần 
bánh lăn theo kiểu 
tiếp xúc. Chẳng hạn 
nh− các ph−ơng án 
dùng ánh sáng, vi ba, 
âm thanh, hồng ngoại 
tuyến v.v...
ắ Các loại thiết bị nμy 
hiện còn đang đ−ợc 
nghiên cứu.
Vị trí bề mặt
đ−ờng
Thấu kính chiếu
xạ
Thấu kính tiếp
nhận
Nguồn sáng
ống cảm
quang 2 cực
ảnh của vùng chiếu
sáng
Các vị trí xuất hiện tán xạ
Sơ đồ thiết bị truyền cảm di động theo ph−ơng thức kích
quang kiểu TRRL (Transport and Road Research 
Laboratory) 
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.1.4. Dùng th−ớc thẳng dμi 3,0 m (22 TCN 16-79):
ắ Th−ớc dμi 3,0 m phải đảm bảo
thẳng, nhẹ vμ đủ cứng. Độ võng ở 
giữa th−ớc do trọng l−ợng bản thân
gây ra không đ−ợc lớn hơn 0,5 mm.
ắ Th−ớc bằng hợp kim nhôm hay có
thể dùng loại gỗ tốt (chắc , khô , 
không cong , không vênh).
< 0,5 mm 
3,0 m
ắ Tại trắc ngang cần kiểm tra, đặt th−ớc dμi 3,0 m song song với trục
đ−ờng ở 3 vị trí: tim đ−ờng, 2 bên mép cách mép đ−ờng 1 m để đo độ 
bằng phẳng. Dọc theo th−ớc, cứ cách mỗi khoảng 0,5 m kể từ đầu th−ớc, 
đo khe hở giữa cạnh d−ới th−ớc với mặt đ−ờng bằng cách đẩy nhẹ
nhμng nêm vμo khe hở để đọc trị số khe hở. Các khe hở nμy đ−ợc lấy
tròn theo các trị số 3, 5, 7, 10, 15 mm.
ắ Với mỗi Km đ−ờng so sánh các tổng số khe đã đo với tiêu chuẩn đã 
quy định để đánh giá chất l−ợng về độ bằng phẳng.
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.2. Thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng:
ắ Loại thiết bị đo đo độ bằng phẳng nμy sẽ ghi lại đ−ợc phản ứng ở
trạng thái động của hệ thống máy móc ô tô khi xe chạy trên mặt 
đ−ờng không bằng phẳng với một tốc độ nhất định nμo đó. Đó lμ 
một cách đánh giá gián tiếp, kết quả đo sẽ thay đổi tuỳ theo đặc tính 
của hệ thống máy móc vμ tùy theo tốc độ xe chạy.
ắ Các loại hiện đ−ợc sử dụng rộng rãi gồm có các thiết bị đo độ bằng 
phẳng đ−ờng ô tô với các thiết bị tích luỹ độ xóc. Các loại nμy sẽ đo 
tổng chuyển dịch thẳng đứng tích luỹ giữa trục sau của ô tô (hoặc 
giữa bánh của một xe một bánh kéo theo) đối với thân xe hoặc khung 
xe; trị số đo đ−ợc biểu thị bằng m/Km hoặc số lần xóc trên 1 Km.
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.2. Thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng:
ắMáy đo độ bằng phẳng BUMP INTEGRATOR của Anh lμ một xe rơ moóc 
một bánh cũng nh− máy APL nh−ng không có con lắc quán tính. Những b−ớc 
đập của bánh xe, so với khung xe lấy lμm chuẩn, đ−ợc cộng dồn bởi một máy 
đếm cho những cự ly từ 200 m đến 1000m.
ắ Lμm nh− vậy ng−ời ta đ−ợc một trị số Rough Index (chỉ số độ gồ ghề), 
th−ờng đ−ợc biểu thị bằng mm cộng dồn cho 1 km. Tốc độ đo tiêu chuẩn lμ 32 
km/h vμ số liệu tiêu chuẩn đo đ−ợc gọi lμ RBI/32.
Chỉ số độ gồ ghề
RBI/32 (mm/km)
Chất l−ợng bằng phẳng của mặt đ−ờng
< 1500 Rất tốt
1500 - 2500 Tốt
2500 - 3500 Trung bỡnh
3500 - 4500 Kém
> 4500 Xấu
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.3. Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI:
ắ IRI lμ một số đo đ−ợc tính bằng m/km của mặt cắt dọc đ−ờng trên 
một vệt bánh xe (đã đ−ợc xác định biến dạng dọc), biểu thị phản ứng 
xóc của ôtô chuẩn “Golden car” khi xe chạy với tốc độ 80km/h (50 
mph) với việc sử dụng mô hình mô phỏng 1/4 xe (Quarter - Car).
ắ Ưu điểm nổi bật của chỉ số IRI ở chỗ nó lμ một số đo ổn định theo 
thời gian vμ có thể chuyển đổi đ−ợc với số đo trắc dọc tuyệt đối của 
đ−ờng trên một vệt bánh xe. Việc sử dụng IRI trên toμn thế giới lμm 
cho yếu tố hòa nhập giữa các n−ớc châu Âu, châu Mỹ vμ châu á trở
nên dễ dμng.
ắ Đơn vị đo của IRI lμ inch/mile hay m/Km.
ắ IRI có thể đo bằng pp đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Hiện nay, việc đo 
IRI trên đ−ờng th−ờng đ−ợc thực hiện bằng ph−ơng pháp đo gián tiếp
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
2.3. Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI:
IRI (m/km = mm/m) Tốc độ đạt đ−ợc
50 km/h
60 km/h
80 km/h
100 km/h
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Hằn vệt bánh xe vì xói vμ
biến dạng sâu
Biến dạng liên tục th−ờng lμ nhẹ
nh−ng cũng có khi sâu
Biến dạng liên tục nhẹ
Một vμi gợn sóng
trên bề mặt
Đ−ờng
sân bay, 
xa lộ
Mặt đ−ờng mới
Mặt đ−ờng cũ
Mặt đ−ờng
không rải
nhựa, bảo
d−ỡng tốt
Mặt đ−ờng
xuống cấp
Mặt đ−ờng
đất
3.2. Đánh giá chất l−ợng chạy xe 
của mặt đ−ờng
n Độ nhám:
Độ nhám
Độ nhám
vi mô
Độ nhám
vĩ mô
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
o Các ph−ơng pháp thí nghiệm :
2.1.1. Ph−ơng pháp ″Rắc cát″:
2
40
d
VH ìΠ
ì=
ắ Ưu điểm: Đơn giản, thiét bị không 
phức tạp
ắ Nh−ợc điểm: Năng suất thấp, kết 
quả phụ thuộc vμo thao tác của 
ng−ời thí nghiệm, khó lμm đối với 
mặt đ−ờng ít nhám.
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
2.1. Các pp thí nghiệm đánh giá cấu trúc nhám mặt đ−ờng
™Một l−ợng cát có thể tích V = 25cm3, cỡ hạt 0,15 ~ 0,30mm khô sạch đựng 
trong một hộp hình trụ kim loại có đáy đ−ợc đổ ra trên mặt đ−ờng. Dùng một 
bμn xoa dạng đĩa dẹt hình tròn đáy bằng cao su xoa cát theo một chiều dạng 
vòng tròn, sao cho tạo thμnh một vệt hình tròn để lấp đầy cát vμo các lỗ của bề 
mặt đ−ờng đến mức ngang bằng với đá. Đo đ−ờng kính vệt cát vuông.
™ Độ nhám bề mặt biểu thị bằng giá trị chiều sâu trung bình cát H:
ắ Chùm tia Laser mầu đỏ đ−ợc phóng ra trên mặt đ−ờng vμ sự phản hồi 
của các tia đ−ợc thu nhận bởi các đi-ốt nhạy cảm, trên cơ sở đó xác định 
đ−ợc khoảng cách từ bộ nhạy đến mặt đ−ờng vμ “chiều sâu” lớp mặt đ−ờng 
đ−ợc tính toán từ hμng loạt các l−ợt đo nh− vậy.
ắMáy MTM đ−ợc vận hμnh bằng 
tay bởi một thiết bị mini với tần số 
laser khoảng 500Hz đ−ợc kiểm tra 
bởi một máy tính nhỏ vμ máy tính 
nμy cho ta cấu trúc trung bình của 
mỗi 10 m di chuyển cùng với giá trị 
trung bình toμn bộ cho từng 50m đã 
hoμn thiện.
ắ Độ chính xác của MTM lμ tốt hơn 
đáng kể so với thí nghiệm “Rắc cát”. 
Hơn nữa MTM có dải rộng hơn thí 
nghiệm rắc cát vμ dễ dμng sử dụng.
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
2.1.2. Thiết bị đo cấu trúc bề mặt MTM (Mini Texture Meter):
2.2.2. Ph−ơng pháp hãm bánh xe rơ moóc kéo theo:
xgd .2
VVf
2
2
2
1 −=
P
Ff bb =
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
2.2.1. Ph−ơng pháp đo cự ly hãm xe:
ắ Ph−ơng pháp đo nμy có nh−ợc điểm lμ khi đo gây ảnh h−ởng 
đến giao thông trên đ−ờng vμ không an toμn.
ắ Khi bánh xe bị phanh hãm hoμn toμn, tiến hμnh đo xác định tốc độ V1
vμ V2 tại 2 điểm bánh xe tr−ợt qua, đo cự ly x vμ sử dụng nguyên lý bảo 
toμn công sẽ có thể xác định đ−ợc hệ số sức cản ma sát trung bình fd
trong khoảng cự ly đó.
2.2. Thí nghiệm xác định hệ số bám:
ắMột rơ moóc có lắp một bánh lốp tiêu chuẩn do một xe kéo kéo theo; 
cho xe nμy chạy với một tốc độ nhất định vμ hãm bánh xe rơ moóc, rồi 
đo lực Fb cần thiết để lμm chuyển động rơ moóc khi bánh của nó bị hãm 
chặt hoμn toμn. Chia Fb cho tải trọng hữu hiệu trên bánh P sẽ tìm đ−ợc 
trị số hệ số sức cản ma sát fb:
2.2.3. P.pháp dùng rơ moóc kéo theo có bánh chuyển động lệch: 
Lửùc beõn
Lửùc beõn
1
5
Baựnh xe thớ nghieọm 
chuyeồn ủoọng
Baựnh xe thớ nghieọm
coỏ ủũnh
Thieỏt bũ ghi cửù ly
Phun nửụực
Phun nửụực
Lửùc keựo phaựt sinh
Lửùc keựo phaựt sinh
Lửùc keựo
Choó keựo
Thieỏt bũ ghi 
taỷi troùng
Baựnh ghi
ắPP đo nμy không 
cần phanh bánh xe, 
khi đo không ảnh 
h−ởng đến giao thông 
trên đ−ờng, đồng thời 
có thể đo liên tục, tốc 
độ khá nhanh.
P
Ff LL =
ắ Rơ moóc có lắp hai bánh thí nghiệm. Mặt bằng của lốp lệch một góc 
α = 7,50 ~ 200 so với ph−ơng chuyển động của xe. Khi xe chạy về phía 
tr−ớc, bánh xe thí nghiệm sẽ theo xe chuyển dịch tr−ợt về phía tr−ớc, 
trên bánh sẽ chịu tác dụng một lực bên FL. Cho góc chuyển động lệch 
thay đổi sẽ đo đ−ợc các lực bên khác nhau vμ sẽ có 1 trị số lực bên lớn 
nhất. Hệ số sức cản ma sát theo h−ớng bên fL:
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
2.2.4. Ph−ơng pháp “Con lắc Anh” (British pendulum tester):
A
M
G
Q
ắMột con lắc có khối l−ợng P = 1500 ± 30 g, mặt d−ới có gắn một tấm tr−ợt 
bằng cao su tiêu chuẩn (kích th−ớc 6,35 x 25,4 x 76,2 mm) rơi từ một độ cao xác 
định H = 411 ± 5 mm vμ tr−ợt trên bề mặt đ−ờng ẩm −ớt với chiều dμi tr−ợt 
không đổi L = 125 ± 2 mm, sau đó con lắc sẽ văng lên tới một độ cao h.
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
ắ Tùy thuộc vμo tình trạng nhám bề 
mặt khác nhau mμ tổn thất năng l−ợng 
của con lắc cũng khác nhau, dẫn tới 
chiều cao văng lên h thay đổi. Một chiếc 
kim đo kéo theo nhằm xác định chiều 
cao văng h của con lắc. Số đọc của kim 
đo trên bảng chia độ đ−ợc ký hiệu lμ chỉ 
số SRT (Skid Resistance Tester).
ắ Thí nghiệm nhằm xác định sức 
kháng tr−ợt t−ơng ứng với điều kiện xe 
chạy trên đ−ờng ẩm −ớt với tốc độ 50 
Km/h.
2.3. Chỉ số sức kháng tr−ợt quốc tế IFI (Intemational Friction Index).
ắ IFI lμ th−ớc đo chuẩn trong kiểm tra đánh giá chất l−ợng sức kháng tr−ợt mặt
đuờng. IFI lμ hệ số tổng hợp liên quan đến cấu trúc nhám thô mặt đ−ờng, sức
kháng tr−ợt mặt đ−ờng vμ tốc độ thí nghiệm. IFI cho phép điều chỉnh việc đo sức
kháng tr−ợt bằng các thiết bị khác nhau về cùng một chỉ số chung.
ắ Chỉ số IFI(F60, Sp) bao gồm 2 thμnh phần:
+ F60: Hệ số ma sát- Friction Number lμ giá trị sức kháng tr−ợt của bánh xe
hãm cứng tại tốc độ 60 km/h.
F60 = A + B ìFRSìe + CìTX 
+ Sp: đ−ợc tính toán từ chiều sâu cấu tạo nhám vĩ mô trung bình mặt đ−ờng:
Sp (km/h) = a + b ìTX 
ắ Việc đánh giá chất l−ợng mặt đ−ờng thông qua chỉ số IFI nh− sau:
+ T−ơng ứng với mỗi cấp đ−ờng sẽ có giá trị sức kháng tr−ợt yêu cầu vμ giá trị 
tốc độ xe chạy khai thác cụ thể , hay nói một cách khác, có giá trị F60* vμ Sp* yêu 
cầu, tức lμ chỉ số IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu.
+ Tiến hμnh đo xác định giá trị IFI (F60, Sp) thực tế của đoạn đ−ờng. So sánh 
IFI (F60, Sp) thực tế vμ IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu để đánh giá khả năng hiện có của 
đ−ờng về IFI vμ đề ra các giải pháp khắc phục nếu không đủ.
PS
S 60−
3.3. Đánh giá năng lực chống trơn 
tr−ợt của mặt đ−ờng
Đánh giá năng
lực chịu tải
Phá hoại 
kết cấu
Không phá 
hoại kết cấu
Truyền tải
trọng tĩnh
Truyền tải
trọng động
Cần Benkenman Tấm ép cứng Thiết bị FWD
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
n Dùng cần Benkenman :
Điểm đo độ võng
vị trí ban đầu của
bánh xe
(thử tĩnh)
Cần đo
Vị trí ban đầu của bánh xe
(thử động)
Khớp quay 
của cần
Chân kép có
vít điều chỉnh Thiên phân kế
1/100mm
Đế cố định
Chân đơn có vít
điều chỉnh
375 cm
150 cm
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
1.1. Công tác chuẩn bị:
- Cho xe đo tiến vμo vị trí đo võng; lắp đặt cần;
- Độ võng ổn định ghi lấy trị số đọc ban đầu ở chuyển vị kế n0.
- Cho xe đo chạy lên phía tr−ớc đến khi trục sau của xe đo cách 
điểm đo ít nhất 5m; khi độ võng ổn định, ghi lấy trị số đọc cuối ở chuyển vị 
kế nS. - Độ võng đμn hồi của mặt đ−ờng tại điểm đo:
Li = n0 - ns
Phải ghi rõ lý trình điểm đo, điều kiện gây ẩm, tình trạng mặt 
đ−ờng tại điểm đo. Không đo tại các điểm quá xấu. Không nên đo võng 
vμo khoảng thời gian nhiệt độ mặt đ−ờng lớn hơn 400C.
Đo nhiệt độ của mặt đ−ờng: khoảng 1 giờ một lần trong suốt thời 
gian đo võng dọc tuyến. Việc đo nhiệt độ mặt đ−ờng chỉ yêu cầu thực hiện 
đối với đ−ờng có lớp mặt phủ nhựa chiều dầy ≥ 5cm. 
1.2. Đo độ võng mặt đ−ờng dọc tuyến:
- Điểm đo.
- Chuẩn bị cần đo võng.
- Chuẩn bị xe đo.
1.3. Xử lý kết quả đo độ võng:
( )
đt
đh L
DpE
21..693,0 μ−=
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
1.4. Xác định độ võng đμn hồi đặc tr−ng vμ môđun đμn hồi đặc tr−ng cho mỗi đoạn 
đ−ờng thí nghiệm:
ắ Độ võng tính toán tại vị trí thử nghiệm thứ i:
L iTT = Kq. Km .Kt . Li
Li - Độ võng đμn hồi của mặt đ−ờng đo đ−ợc tại vị trí thứ i, mm.
Kq - Hệ số hiệu chỉnh tải trọng kết quả đo theo các thông số trục sau xe đo võng về 
kết quả của trục sau xe ôtô tiêu chuẩn.
Km - Hệ số hiệu chỉnh độ võng đμn hồi về mùa bất lợi nhất trong năm.
KT - Hệ số hiệu chỉnh độ võng đμn hồi ở nhiệt độ đo về độ võng ở nhiệt độ tt.
ắ Trị số độ võng đμn hồi đặc tr−ng của từng đoạn đ−ờng thử nghiệm:
LĐT = LTB + K.δ
LTB - Độ võng đμn hồi trung bình của đoạn thử nghiệm, mm.δ - Độ lệch bình ph−ơng trung bình của đoạn thử nghiệm.
K - Hệ số xác suất bảo đảm, lấy tùy thuộc vμo cấp hạng đ−ờng. 
ắ Trị số môđun đμn hồi đặc tr−ng của từng đoạn đ−ờng thử nghiệm:
o Thí nghiệm FWD:
2.1. Nội dung thí nghiệm:
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
ắMột khối tải trọng (Q) rơi từ độ cao (H) xuống một tấm ép (D), 
thông qua bộ phận giảm chấn gây ra một xung lực xác định tác
dụng lên mặt đ−ờng. Biến dạng (độ võng) của mặt đ−ờng ở tâm
tấm ép vμ ở các vị trí cách tấm ép một khoảng quy định sẽ đ−ợc
các đầu cảm biến đo võng ghi lại. Các số liệu đo đ−ợc nh−: xung
lực tác dụng lên mặt đ−ờng, áp lực tác dụng lên mặt đ−ờng, độ 
võng mặt đ−ờng xác định đ−ợc c−ờng độ kết cấu mặt đ−ờng.
ắ Thiết bị FWD đ−ợc lắp đặt trên một chiếc moóc vμ đ−ợc một xe
ô tô tải nhẹ kéo đi trong quá trình di chuyến vμ đo đạc. Việc điều
khiển quá trình đo vμ thu thập số liệu đ−ợc tự động thông qua 
phần mềm chuyên dụng. 
2.2.1. Bộ phận tạo xung lực:
ắ Khối tải Q, H. 
ắ Thời gian tác dụng của xung lực lên mặt đ−ờng (0,02 - 0,06 giây).
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜ ⎜ ⎝ 
⎛ +=
2
3
2 
r
P
e M
E
Daa
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
2.2. Các bộ phận chính của thiết bị đo:
2.2.2. Tấm ép:
ắ Tấm ép truyền tác dụng của tải trọng lên mặt đ−ờng có đ−ờng kính 30cm. 
ắ Tấm ép chế tạo bằng hợp kim, mặt đáy tấm ép có dán một lớp cao su mỏng.
ắ Giữa tâm của tấm ép có lỗ rỗng để đặt cảm biến.
2.2.3. Các cảm biến đo võng:
ắ Số l−ợng đầu đo võng thông th−ờng lμ 7 đầu đo, tối thiểu lμ 5 đầu đo .
ắ Có một đầu đo đặt tại tâm tấm ép, các đầu đo khác cách tâm một khoảng theo
thứ tự lμ: 30, 60, 90, 120, 150, 180 mm ...).
ắ Khi tiến hμnh đo độ võng để xác định mô đun đμn hồi của đất nền đ−ờng, 
khoảng cách r từ chiếc cảm biến đo võng kề chiếc cảm biến đo võng cuối cùng đến
tâm tấm ép phải thoả mãn điền kiện sau:
r ≥ 0,7ae 
ắ Khoảng cách r nμy theo kinh nghiệm, lấy từ 0,9m đến 1,2 m. 
2.2.4. Cảm biến đo lực:
ắ Độ lớn của xung lực phụ thuộc không những vμo trọng l−ợng quả 
rơi, độ cao rơi, mμ còn còn phụ thuộc vμo các yếu tố khác (ma sát giữa
quả nặng với thanh dẫn h−ớng, khả năng tiếp xúc giữa tấm ép vμ mặt
đ−ờng...). 
ắ Bộ phận cảm biến đo lực (load-cell) có khả năng đo đ−ợc giá trị xung
lực lớn nhất tác dụng lên mặt đ−ờng tại mỗi lần khối tải trọng rơi. 
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
2.2.5. Hệ thống ghi, l−u trữ vμ xử lý số liệu:
ắ Các dữ liệu nh− độ lớn tải trọng (xung lực) tác dụng, áp lực tác dụng
lên mặt đ−ờng, trị số độ võng của mặt đ−ờng đo đ−ợc ...vv, đ−ợc phần
mềm chuyên dụng ghi lại vμo máy tính. Các thông tin hỗ trợ khác nh− 
nhiệt độ không khí, nhiệt độ mặt đ−ờng, khoảng cách giữa các vị trí đo, 
lý trình vị trí đo đ−ợc l−u lại bằng phần mềm hoặc ghi lại vμo sổ tay. 
2.3.1. Về thiết bị đo:
ắ Thiết bị đo động FWD: theo h−ớng dẫn sử dụng kèm theo.
ắ Các dụng cụ thí nghiệm khác: nhiệt kế, n−ớc hoặc glycerin, búa, đục.
ắ Các dụng cụ đảm bảo ATGT: cờ hiệu, biển báo, đèn nhấp nháy.
2.3.2. Điểm đo:
œMật độ điểm đo: 
ắ Chia thμnh các đoạn đồng nhất: Đo đoạn đại diện (500-1000m): đo 20 
điểm.
ắNếu không chia đ−ợc các đoạn đồng nhất:
- Đối với dự án lập báo cáo đầu t− vμ quản lý khai thác đ−ờng ôtô: 
mật độ đo từ 5 - 10 điểm đo/1 km.
- Đối với dự án đầu t− (thiết kế cơ sở vμ thiết kế kỹ thuật): đo rải
đều trên toμn tuyến với mật độ 20 điểm đo/1km.
œ Chọn vị trí các điểm đo: các điểm đo võng th−ờng đ−ợc bố trí ở vệt bánh
xe phía ngoμi (cách mép mđ 0,6 - 1,2 mét). Với đ−ờng nhiều lμn xe, phải đo 
võng của lμn yếu nhất. 
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
2.3. Công tác chuẩn bị:
ắ Kéo thiết bị FWD đến vị trí cần đo độ võng. Lắp đặt thiết bị.
ắ Đo độ võng:
- B−ớc 1: đ−a khối tải trọng lên độ cao quy định vμ thả khối tải trọng rơi đập
vμo tấm ép để truyền một xung lực xuống mặt đ−ờng. Đầu cảm biến đo lực, 
cảm biến đo võng sẽ xác định xung lực, độ võng của mặt đ−ờng. Cần chú ý 
điều chỉnh độ cao rơi hoặc trọng l−ợng quả nặng để xung lực tác dụng xuống
mặt đ−ờng lμ 40kN.
- B−ớc 2: lặp lại B.1. So sánh kết quả đo võng ở vị trí tâm tấm ép giữa 2 lần đo. 
Nếu hai kết quả đo võng khác nhau d−ới 5% thì kết thúc đo. Sử dụng kết quả 
đo ở lần 2 lμm cơ sở tính toán.
- B−ớc 3: nếu B.2 không thoả mãn thì phải lặp lại B.1 cho đến khi độ võng của 2 
lần đo liên tiếp không khác nhau quá 5%. Sử dụng kq đo lần cuối.
- B−ớc 4: nếu việc đo lặp nh− b−ớc 1 đến lần thứ 5 mμ vẫn không đạt thì cần
thực hiện các công tác nh− sau:
+ Kiểm tra lại hệ thống thiết bị thí nghiệm;
+ Xem xét tình trạng tiếp xúc giữa tấm ép, các đầu đo võng với mđ;
+ Di chuyển thiết bị đến vị trí mới cách vị trí cũ 1~2m vμ đo lại.
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
2.4. Đo độ võng dọc tuyến đ−ờng:
2.5. Xử lý kết quả đo võng:
rd
PM
ri
ri .
4,2=
n
M
n
ri
r
∑
= 1
)(
M
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
2.5.1. Xác định Môdun đμn hồi của nền đ−ờng:
œ Mô đun đμn hồi của nền đ−ờng tại 1 vị trí đo: (MPa)
- P: lμ tải trọng tác dụng (xung lực), KN ;
- r: lμ khoảng cách từ điểm đo độ võng đến tâm tấm ép truyền tải trọng cm;
- dr: lμ độ võng của mặt đ−ờng (không điều chỉnh độ về nhiệt độ tính toán
của mặt đ−ờng) tại điểm cách tâm tấm ép một khoảng lμ r , cm.
œ Mô đun đμn hồi đặc tr−ng của nền đ−ờng:
(MPa) 
- Mri:lμ mô đun đμn hồi của đất nền tại vị trí thử nghiệm thứ i, Mpa;
- n: số điểm đo trên mỗi đoạn đ−ờng đồng nhất hoặc trên đoạn đ−ờng thí
nghiệm
œMô đun đμn hồi hữu hiệu của nền đ−ờng dùng trong thiết kế:
Mr tkế = 0,33. Mr (MPa)
- Mr: lμ mô đun đμn hồi đặc tr−ng của nền đ−ờng MPa.
2.5.2. Xác định mô đun đμn hồi hữu hiệu Ep của kết cấu mặt đ−ờng:
;
1
1
1
...5,1
2
2
3
0
⎪⎪
⎪⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
⎪⎪
⎪⎪
⎩
⎪⎪
⎪
⎨
⎧
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎞⎜⎛+
+
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛+
=
pi
r
p
r
E
D
M
E
a
DM
apd
1−
1 a ⎪⎪ ⎠⎝
d0:lμ độ võng ở tâm của tấm ép truyền tải
trọng (đã đ−ợc điều chỉnh về nhiệt độ 
chuẩn tính toán của mặt đ−ờng nhựa ở 
30oC ), cm.
p: lμ áp lực truyền qua tấm ép, MPa;
Epi: lμ mô đun đμn hồi hữu hiệu của kết cấu
mặt đ−ờng tại vị trí đo, MPa;
Mr: lμ mđđh của lớp đất nền đ−ờng, MPa.
n
E
n
pi∑
= 1P
)(
E
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
™Mô đun đμn hồi hữu hiệu đặc tr−ng của kết cấu mặt đ−ờng:
™Mô đun đμn hồi hữu hiệu của kết cấu mặt đ−ờng tại 1 vị trí đo:
Epi: lμ mô đun đμn hồi hữu hiệu của kết cấu mặt đ−ờng tại vị trí thứ i, Mpa;
n: lμ số điểm đo trên mỗi đoạn đ−ờng.
o Thí nghiệm FWD:
Thiết bị FWD đ−ợc một ô tô kéo đi khi di chuyển
vμ đo đạc 
Bộ phận tạo xung lực: 
Khối tải trọng + Thanh
dẫn + Bộ phận giảm chấn
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
o Thí nghiệm FWD:
Tấm ép truyền tải trọng tác dụng
xuống mặt đ−ờng
Các đầu cảm biến đo độ võng
3.4. Đánh giá năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng
nQuản lý mặt đ−ờng vμ 
hệ thống quản lý mặt 
đ−ờng:
1.1. Quản lý mặt đ−ờng:
theo nghĩa rộng đã bao 
gồm cả các hoạt động có 
liên quan đến việc tạo ra vμ 
duy trì mặt đ−ờng. Các 
hoạt động nμy bao gồm các 
công việc quy hoạch, thiết 
kế, thi công, duy tu bảo 
d−ỡng, quan sát đánh giá 
tình trạng đ−ờng vμ 
nghiên cứu. Nội dung chủ 
yếu vμ quan hệ giữa các bộ 
phận nμy đ−ợc biểu diễn:
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
1.2. Hệ thống quản lý mặt đ−ờng nh− trên nhằm tạo ra công cụ vμ 
ph−ơng pháp để trợ giúp cho các cán bộ có trách nhiệm trong các cơ 
quan quản lý, giúp họ tìm đ−ợc ph−ơng án tốt nhất về chi phí – hiệu
quả để tạo ra vμ duy trì đ−ợc mặt đ−ờng có đủ mức phục vụ trong một
thời kỳ nhất định. Tác dụng của hệ thống quản lý mặt đ−ờng lμ ở chỗ: 
Cải thiện đ−ợc hiệu quả của các quyết định, đồng thời tạo ra tác dụng
trở lại bảo đảm cho các quyết định đó đạt đ−ợc sự nhất trí cao.
o Phân cấp hệ thống quản lý mặt đ−ờng: phân lμm 2 cấp: Cấp mạng 
l−ới vμ cấp hạng mục.
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
2.1. Cấp mạng l−ới: Hệ thống quản lý cấp mạng l−ới th−ờng bao gồm một khu
vực, nh− mạng l−ới đ−ờng trong một tỉnh, một thμnh phố v.v... hoặc một loạt 
nhiều hạng mục công trình. Nhiệm vụ chủ yếu của nó lμ cung cấp các cách giải
quyết cho các cơ quan quản lý khi đ−a ra các quyết định hμnh chính vμ các
quyết định then chốt, quan trọng. Nhiệm vụ nμy gồm có:
ắ Quy hoạch l−ới đ−ờng.
ắ Bố trí kế hoạch.
ắ Dự toán.
ắ Phân phối vật t−, tiền vốn.
2.2. Cấp hạng mục: Hệ thống quản lý mặt đ−ờng cấp hạng mục có mục tiêu lμ 
một hạng mục công trình. Nhiệm vụ chủ yếu của nó lμ đ−a ra các cách giải
quyết khi các cơ quan quản lý cần phải có các quyết định kỹ thuật đối với một
công trình nμo đó nhằm chọn ph−ơng án tối −u về chi phí hiệu quả.
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
3.1. Hệ thống quản lý số liệu:
Hệ thống quản lý mặt đ−ờng cần phải đ−ợc lập ra trên cơ sở có rất nhiều thông 
tin, tức lμ cần phải lấy hệ thống số liệu lμm chỗ dựa mới có thể đảm bảo cho các 
đối sách do hệ thống đề xuất có tính khách quan. Hệ thống quản lý số liệu 
th−ờng bao gồm 4 loại thông tin sau:
ắ Số liệu về thiết kế vμ thi công: số liệu về giao thông, cấp hạng đ−ờng, số liệu 
về các kích th−ớc hình học, về chiều dμy kết cấu mặt đ−ờng, vật liệu đã dùng 
vμ các kết quả thí nghiệm về tính chất của chúng, tính chất đất nền đ−ờng vμ 
các kết quả thí nghiệm v.v...
ắ Số liệu về duy tu, sửa chữa vμ cải tạo: công tác duy tu sửa chữa vμ cải tạo đã 
tiến hμnh, ngμy tháng năm thực hiện vμ chi phí thực hiện v.v...
ắ Số liệu về tính năng sử dụng chủ yếu: Chất l−ợng chạy xe (độ bằng phẳng 
hay chỉ số năng lực phục vụ); Tình hình h− hỏng mặt đ−ờng; Năng lực chịu tải 
của kết cấu mặt đ−ờng vμ số liệu về an toμn. Các số liệu nμy có đ−ợc nhờ thu 
thập định kỳ.
ắ Các số liệu khác: môi tr−ờng (m−a, nhiệt độ, đóng băng), về đơn giá vật liệu 
v.v...
p Cơ cấu vμ các bộ phận hợp thμnh của hệ thống quản lý mđ: Một hệ 
thống quản lý mặt đ−ờng hoμn chỉnh cần có 3 hệ thống con hợp thμnh
3.2. Hệ thống quản lý cấp mạng l−ới: do các bộ phận sau hợp thμnh.
ắ Đánh giá tình trạng đ−ờng.
ắ Mô hình dự tính tính năng sử dụng.
ắ Các tiêu chuẩn về tính năng sử dụng vμ các đối sách sửa chữa, cải tạo.
ắ Mô hình các chi phí.
ắ Thứ tự −u tiên hoặc tối −u hóa.
3.3. Hệ thống quản lý cấp hạng mục:
™ Các bộ phận hợp thμnh hệ thống quản lý cấp hạng mục về cơ bản giống nh− 
hệ thống quản lý cấp mạng l−ới. Do nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống quản lý 
cấp hạng mục lμ nhằm cung cấp những ph−ơng án cải tạo tối −u về chi phí –
hiệu quả trong thời kỳ phân tích đã cho đối với các hạng mục công trình đã 
đ−ợc hệ thống quản lý cấp mạng l−ới xác định, nên nó cần phải thu thập đ−ợc 
các số liệu tỷ mỷ hơn vμ kết hợp chặt chẽ hơn với tình hình tại địa ph−ơng, 
đồng thời cμng cần phải tiến hμnh phân tích các kết cấu vμ năng lực phục vụ 
một cách cụ thể hơn.
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
q Lợi ích của việc lập hệ thống quản l‎ý mặt đ−ờng:
ắ Có thể dùng các số liệu khách quan thu thập đ−ợc nhờ hệ thống quan trắc 
đánh giá để thuyết minh rõ hiện trạng đ−ờng.
ắ Có thể dùng mô hình dự báo tính năng sử dụng với độ tin cậy nhất định để 
dự đoán hiệu quả của các giải pháp sửa chữa vμ cải tạo áp dụng.
ắ Có thể dựa vμo các số liệu khách quan không mang tính chủ quan để lμm 
căn cứ xin vốn đầu t−, đồng thời có thể luận chứng ảnh h−ởng của các mức đầu 
t− khác nhau đối với mức độ phục vụ của l−ới đ−ờng vμ tình trạng đ−ờng.
ắ Có thể cung cấp các ph−ơng án tối −u về chi phí hiệu quả nhằm phân phối 
vốn vμ vật t− một cách hợp l‎ý vμ có hiệu quả.
ắ Có thể đánh giá các ph−ơng án thiết kế một cách hợp l ‎ý, chọn ph−ơng án tối 
−u về chi phí hiệu quả.
ắ Có thể dùng các số liệu do hệ thống quan trắc đánh giá thu thập đ−ợc để 
khảo sát vμ đánh giá các ph−ơng pháp thiết kế, thi công, sửa chữa; đồng thời 
dùng chúng lμm căn cứ để sửa đổi, soạn thảo quy phạm.
3.5 Hệ thống quản lý mặt đ−ờng
Về đầu Ch−ơng