Đường bê tông xi măng và đường bê tông asphalt

Với áp lực gia tăng hạ tầng giao thông, Canada phải xem xét việc xây dựng đường bê tông xi măng nhiều hơn so với đường bê tông asphalt truyền thống. Nước Mỹ đư hoàn toàn nhận thấy các lợi thế của hạ tầng đường bê tông xi măng và hiện có trên 30% đường bê tông xi măng cao tốc liên bang . Tại Canađa tuy nhiên lại chỉ có mạng nhỏ đường cao tốc bê tông xi măng. Quebec là địa phương có số lượng đường cao tốc bê tông xi măng lớn nhất nước, tuy nhiên chỉ có 4%. Trong bài báo này phân tích sự hiểu biết khái quát lợi thế kinh tế, môi trường và sử dụng đường cao tốc bê tông xi măng.

Sự khác biệt giữa đường bê tông xi măng và bê tông asphalt

Sự khác nhau lớn nhất giữa đường bê tông xi măng và đường bê tông asphalt là đường bê tông xi măng có cấu trúc cứng và đường bêtông asphalt có cấu trúc mềm.Thuật ngữ cứng và mềm mô tả đường sẽ ứng xử như thế nào dưới tác động của tải giao thông và môi trường.
Mặt đường mền là đường phủ bê tông tươi asphalt. Theo mặt cắt nó gồm lớp trên cùng là bê tông asphalt, lớp dưới là lớp base và subbase. Lớp base và subbase thường là sỏi hoặc đá dăm. Các lớp này ở phía trên lớp đất đầm chặt (compacted subgradecompacted soil).

Còn đối với đường bê tông xi măng thì lớp mặt phủ bê tông xi măng cứng với lớp dưới là lớp base và lớp đất đầm (compacted subgrade – compacted soil).
Khác nhau cơ bản giữa hai kiểu đường cứng và mềm là ứng xử phân bố và truyền tải nén tới lớp đất đầm (compacted subgrade) như mô tả trong hình 2. Lớp phủ bê tông cứng sẽ phân tán tải nén lên một diện tích rộng của lớp đất đầm (compacted subgrade). Trong khi đó đường bê tông asphalt mềm được chế tạo với các vật liệu yếu và kém cứng hơn sẽ không phân bố tải rộng như đường bê tông xi măng. Do vậy đường bê tông asphalt thường cần nhiều lớp hơn, dày hơn để truyền tối ưu tải xuống lớp đất đầm [2].
Hình 2. Cấu trúc và khả năng truyền tải nén của các loại đường
a) Đường BT xi măng (cứng) – ứng suất nén < 0,2 MPa
b) Đường BT asphalt (mềm) – ứng suất nén >0,2 MPa
(Độ cứng của đường BTXM phân tán tải lên diện tích rộng tạo ứng suất nén thấp lên lớp bên dưới)

Tuổi thọ các loại đường

Một trong những ưu thế của công nghệ bê tông xi măng là có độ bền cao hơn và tuổi thọ cấu trúc lâu hơn. Khái niệm bền lâu được quy về lâu hơn và ít phải sửa chữa bảo trì hơn. Số liệu báo cáo của công ty tư vấn ERES Inc. năm 1998 cho thấy tuổi thọ của đường asphalt là 17 năm còn của đường bê tông xi măng là 34 năm []. Báo cáo này cũng cho thấy đường cao tốc asphalt đòi hỏi công tác bảo trì trong mỗi 3-5 năm và sửa chữa lớn trở nên thường xuyên hơn sau năm thứ 17. Đối với đường bê tông xi măng thì khác, yêu cầu sửa chữa nhỏ đầu tiên sau 12 năm và sửa chữa bề mặt bê tông ở năm thứ

Đường bê tông xi măng giảm các hạn chế tải trọng và o mùa xuân.

Độ bền của bê tông xi măng là một ưu điểm rõ rệt thể hiện trong mùa xuân tan băng. Sau khi được xây dựng, đường bêtông xi măng sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự yếu theo mùa của lớp đất đầm bên dưới vào mùa xuân tan băng như đối với đường bê  tông asphalt. Nghiên cứu thí nghiệm đường của AASHTO dưới đây cho thấy 61% đường bê tông asphalt hỏng trong các điều kiện của mùa xuân so với 5,5% của bêtông ximăng trong hình
Mặc dầu thiết kế đường bê tông asphalt có sự thay đổi kể từ khi các thí nghiệm trên được tiến hành, tuy nhiên vấn đề cường độ của cấu trúc bê  tông asphalt vẫn còn tồn tại vào mùa xuân tuyết tan. Do vậy Vụ quản lý giao thông (DOT) vẫn duy trì quy định hạn chế tải trọng xe nhằm giảm thiểu hỏng đường trong mùa xuân.

Thực tế là Bộ Giao thông Quebec (MTQ) áp dụng quy định hạn chế tải trọng xe trên tất cả hệ thống đường cao tốc liên bang (TCH) vào mùa xuân.
Do lớp phủ bê tông xi măng phân tán tải của các ph−ơng tiện đến lớp cấu trúc cốt liệu dưới nên bê tông xi măng không bị tổn hại trong các điều kiện mùa xuân như bê tông asphalt. Do vậy các xe chở nặng có thể chở đủ tải trên các con đường bê tông xi măng vào mùa xuân tan băng. Thành phố Winnipeg đưa các thông cáo hằng năm trên phương tiện thông tin đại chúng chỉ dẫn khi nào bắt đầu hạn chế tải xe trên đường asphalt và có nêu rõ các hạn chế này không áp dụng đối với đường bê tông xi măng

Đường bê tông xi măng không bị xô, lún

Các xe tải nặng có thể tạo các vết lún trên đường asphalt, trong khi dừng hay khởi động, các xe tải nặng có thể tạo xô bề mặt đường. Các vị trí rẽ hay các khu vực giao cắt giao thông trên đường asphalt cũng là nơi hay xuất hiện các khuyết tật xô thành gờ do bản chất mềm của vật liệu asphalt. Tuy nhiên bề mặt cứng của bê tông xi măng lại ngăn chặn được các khuyết tật này do chúng không lún, xô.