Ứng dụng công nghệ vật liệu mặt đường cho các dự án đường cao tốc tại Việt Nam

Mưa lớn, mặt đường đọng nước, tầm nhìn giảm, phương tiện di chuyển khó khăn và nguy cơ mất an toàn giao thông gia tăng là những hình ảnh không còn xa lạ trên nhiều tuyến đường. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng thể hiện rõ qua các hiện tượng mưa cực đoan, ngập cục bộ và điều kiện khai thác khắc nghiệt hơn, câu hỏi đặt ra cho ngành giao thông không chỉ là làm thêm nhiều tuyến đường mới, mà còn là làm thế nào để những tuyến đường ấy vận hành an toàn hơn, bền vững hơn và thích ứng tốt hơn với điều kiện thực tế.

Đó cũng là vấn đề được các nhà khoa học, chuyên gia và doanh nghiệp cùng trao đổi tại tọa đàm kỹ thuật về "Mặt đường bê tông nhựa rỗng thoát nước cho các dự án đường cao tốc tại Việt Nam". Tại đây, câu chuyện về vật liệu mặt đường không chỉ được nhìn nhận dưới góc độ kỹ thuật, mà còn gắn với yêu cầu thực tiễn về an toàn khai thác, độ bền công trình và khả năng thích ứng với khí hậu.

Phát biểu khai mạc tọa đàm, GS.TS Bùi Tiến Thành - Trưởng khoa Công trình, Đại học Giao thông vận tải cho biết, bản chất của mặt đường chất lượng không chỉ là khả năng chịu tải đơn thuần mà cốt lõi là duy trì được độ ma sát và độ an toàn vận hành liên tục dưới tác động của thời tiết và tải trọng. Đối với các tuyến hạ tầng giao thông cao tốc quy mô lớn, đặc biệt như dự án mở rộng QL1A đoạn Phú Xuyên - Đại Cồ Việt với bề rộng mặt đường lên tới 90m, bài toán tiêu thoát nước bề mặt không chỉ là một chi tiết phụ mà chính là yếu tố quyết định đến tuổi thọ công trình và an toàn giao thông. 

"Khi diện tích mặt đường phủ rộng, lượng nước mưa tích lũy trên mặt gia tăng đáng kể nếu không thoát nhanh, hiện tượng trượt nước sẽ trực tiếp đe dọa sự an toàn của các phương tiện. Ứng dụng bê tông nhựa rỗng thoát nước chính là lời giải tận gốc cho bài toán này. Tuy nhiên, việc tăng độ rỗng để thoát nước luôn đi kèm với thách thức về độ bền kết cấu, khả năng chống hằn lún và lão hóa chất kết dính dưới khí hậu nhiệt đới ẩm như Việt Nam.", GS.TS Bùi Tiến Thành nhấn mạnh. 

Trình bày tham luận tại tọa đàm, TS Trần Thị Cẩm Hà - Bộ môn Đường bộ, Trường Đại học Giao thông vận tải cho biết, độ nhám mặt đường luôn là yếu tố then chốt trên các tuyến đường cao tốc khi tốc độ lưu thông trên các tuyến đường cao tốc từ 80-120km/h, nguy cơ xảy ra trượt nước khi trời mưa và yêu cầu lớp mặt đường cần đạt cường độ, độ bằng phẳng, độ bền và đồng thời có độ nhám phù hợp, ổn định trong suốt quá trình khai thác. Tại Việt Nam hiện nay, hệ thống tiêu chuẩn về lớp tạo nhám mặt đường đã tương đối đầy đủ tuy nhiên còn thiếu định hướng lựa chọn công nghệ phù hợp theo điều kiện khí hậu, lưu lượng xe, tốc độ khai thác và hiệu quả kinh tế vòng đời. 

Các công nghệ tạo nhám đang áp dụng hiện nay gồm công nghệ lớp phủ siêu mỏng Novachip, lớp phủ mỏng VTO và bê tông nhựa rỗng thoát nước (BTNRTN) điển hình tại các tuyến cao tốc như Pháp Vân-Cầu Giẽ, Hà Nội-Lào Cai, Ninh Bình-Hải Phòng (đoạn qua Ninh Bình),... Theo TS Cẩm Hà, công nghệ BTNRTN là một giải pháp rất có ý nghĩa so với các công nghệ tạo nhám bề mặt thông thường. "Trọng tâm trong giai đoạn tới, cần hình thành hệ thống tiêu chí lựa chọn, nghiệm thu và quản lý độ nhám mặt đường cao tốc một cách khoa học, hiện đại và phù hợp với điều kiện Việt Nam", TS Trần Thị Cẩm Hà chia sẻ. 

Chia sẻ kinh nghiệm ứng dụng mặt đường nhựa thoát nước tại Trung Quốc, GS. Cao Dongwei - Nghiên cứu viên, Phó Tổng công trình sư, Viện Khoa học Đường bộ, Bộ Giao thông Vận tải Trung Quốc cho biết, mạng lưới đường bộ Trung Quốc có quy mô xây dựng và cải tạo rất lớn, đồng thời yêu cầu của xã hội đối với giao thông đã chuyển từ "đủ hay chưa đủ" sang "tốt hay chưa tốt". Qua quá trình nghiên cứu - ứng dụng tại Trung Quốc đã chứng minh mặt đường bê tông nhựa thoát nước với bốn nhóm chức năng có thể giảm suất tai nạn ngày mưa trên 40%, giảm ồn 3–10 dB(A), hiện thực hóa việc nâng cấp chức năng và chất lượng mặt đường. 

Qua 20 năm nghiên cứu và phổ biến ứng dụng, hơn mười đề tài khoa học và trên bốn mươi công trình thực tế đã lần lượt khắc phục các "nút thắt" công nghệ, đưa mặt đường thoát nước trở thành công nghệ công trình hoàn thiện, tin cậy. Thiết kế, thi công tốt và quản lý chất lượng nghiêm ngặt là then chốt bảo đảm tính năng; hệ thống công nghệ đồng bộ về kết cấu mặt đường, hệ thống thoát nước, vật liệu then chốt, công nghệ thi công và kiểm định chuyên dụng đã được nghiên cứu phát triển; thực tiễn cao tốc Diêm Thông cho thấy độ bền trên 12 năm với đường cao tốc giao thông nặng.

Trình bày tham luận tại tọa đàm, TS. Nguyễn Huỳnh Tấn Tài – Trưởng phòng R&D, Công ty Cổ phần Đầu tư Xây dựng BMT đã trình bày kết quả thí nghiệm trong phòng, ghi nhận thi công thực tế và theo dõi bước đầu tại hiện trường đối với hỗn hợp bê tông nhựa rỗng thoát nước sử dụng nhựa đường biến tính PMB-S. Theo TS Tài, trong điều kiện Việt Nam đang mở rộng mạng lưới cao tốc, vành đai, cầu lớn, đường cảng, khu công nghiệp và các tuyến giao thông có lưu lượng, tải trọng ngày càng cao, yêu cầu đối với mặt đường hiện nay không chỉ dừng lại ở khả năng chịu tải thông thường. Mỗi giải pháp vật liệu mới cần được đánh giá toàn diện trên cơ sở khoa học và kiểm chứng trong điều kiện khai thác thực tế. Đối với hỗn hợp nhựa rỗng thoát nước, ngoài khả năng thoát nước, các chỉ tiêu về cường độ, độ ổn định, khả năng kháng hằn lún và độ bền lâu dài là những yếu tố quyết định khả năng ứng dụng trên công trình. Nhận định này phản ánh một xu hướng mới trong phát triển hạ tầng giao thông: đổi mới vật liệu không chỉ nhằm tạo ra một sản phẩm mới, mà nhằm giải quyết các bài toán cụ thể của công trình như thoát nước mặt đường, hạn chế bắn nước khi xe chạy tốc độ cao, tăng độ ổn định kết cấu, giảm nguy cơ hằn lún vệt bánh xe và nâng cao an toàn khai thác.

Theo các chuyên gia kỹ thuật, tại những vị trí có yêu cầu kỹ thuật cao, vật liệu mặt đường không chỉ cần bảo đảm cường độ chịu tải, mà còn phải có khả năng ổn định dưới tác động lặp lại của bánh xe, hạn chế biến dạng tích lũy và duy trì chất lượng khai thác lâu dài. Việc sử dụng nhựa đường biến tính có tính năng cao trong bê tông nhựa chặt có thể góp phần cải thiện khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe, tăng độ ổn định của kết cấu mặt đường và giảm rủi ro hư hỏng sớm tại các khu vực chịu tải trọng nặng.

"Việc đưa các giải pháp vật liệu mới vào thực tiễn cần có sự đồng hành của cơ quan quản lý, trường đại học, đơn vị nghiên cứu, doanh nghiệp, tư vấn và nhà thầu thi công. Đổi mới vật liệu là một quá trình liên tục. Mỗi kết quả nghiên cứu được kiểm chứng, mỗi công trình được theo dõi và mỗi dữ liệu hiện trường được bổ sung sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học cho việc ứng dụng các giải pháp phù hợp với điều kiện giao thông Việt Nam", TS Nguyễn Huỳnh Tấn Tài chia sẻ. 

Từ những trao đổi tại tọa đàm có thể thấy, đổi mới vật liệu không đơn thuần là câu chuyện của công nghệ. Đó là một phần trong hành trình xây dựng hệ thống hạ tầng giao thông an toàn hơn, bền vững hơn và thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu, tải trọng giao thông và yêu cầu phát triển trong tương lai.