TỔNG KẾT CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG KH&CN NỔI BẬT CỦA VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GTVT TRONG NĂM 2019

Thứ ba - 01/10/2019 13:00. Xem: 135
 Tóm tắt - Báo cáo trình bày những hoạt động KHCN trong năm 2019 của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT đóng góp vào những thành tựu của ngành GTVT và đất nước. Trên cơ sở tổng kết hoạt động KHCN từ năm 2018 đến nay, Viện cũng đề ra định hướng hoạt động KHCN cho giai đoạn tiếp theo nhằm tiếp tục phát huy những thành tích đã đạt được và tạo đà cho sự phát triển mạnh mẽ, ổn định và bền vững, hoàn thành các mục tiêu theo “Chiến lược phát triển Viện đến năm 2020” đã được Bộ GTVT phê duyệt.

 Abstract - The paper presents research and development (R&D) activities of the Institute of Transport Science and Technology (ITST) in 2019, that have contributed to the achievements of the Transport sector and the country. Based on the summarization of R&D activities from 2018 to now, ITST proposals the orientation for the next period in order to develop the achievements and create impetus for the strong, stable and sustainable development and accomplish the targets according to “the ITST’s Development Strategy to 2020” approved by Ministry of Transpo                     

1. KHÁI QUÁT CHUNG

Viện Khoa học và Công nghệ GTVT được thành lập và hoạt động từ năm 1956 đến nay. Với chức năng, nhiệm vụ chính là nghiên cứu khoa học; phát triển công nghệ; xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn; chuyển giao công nghệ; đào tạo nguồn nhân lực ... và thực hiện các dịch vụ khoa học và công nghệ của ngành GTVT, trải qua 63 năm xây dựng và trường thành, Viện đã có nhiều thành tích, đóng góp vào các hoạt động khoa học và công nghệ của đất nước nói chung và của ngành GTVT nói riêng.

Trong năm 2018 - 2019, Viện đã triển khai nghiên cứu 01 đề tài cấp Nhà nước, 25 đề tài cấp bộ, biên soạn và được công bố 07 TCVN, 01 TCCS và 05 qui định kỹ thuật. Nhiều đề tài và tiêu chuẩn có ý nghĩa khoa học rõ rệt, đáp ứng được yêu cầu của thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng các công trình GTVT. Cùng với công tác nghiên cứu, Viện cũng đã thành công trong việc đưa vào ứng dụng phục vụ sản xuất của ngành GTVT các loại vật liệu mới, công nghệ mới trong xây dựng, quản lý bảo trì hệ thống kết cấu hạ tầng GTVT. Viện đã chủ động và tích cực tham gia và thực hiện những nhiệm vụ đột xuất của ngành nhằm góp phần giải quyết những vấn đề khó khăn về mặt kỹ thuật do thực tế sản xuất đặt ra trong lĩnh vực đường bộ, đường sắt, cảng biển và sân bay. Ngoài ra, theo Đề án tăng cường ứng dụng KHCN, Viện đã phối hợp với các đơn vị trong và ngoài ngành triển khai nhiều nhiệm vụ xây dựng tiêu chuẩn về đường bộ, đường sắt đô thị, đường sắt tốc độ cao; hàng không, hàng hải đường thủy nội địa.

2. KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG KHCN TỪ NĂM 2018 ĐẾN NAY

Thực hiện nghị quyết số 13-NQ/TW ngày 16/01/2012 của Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa XI về xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng bộ nhằm đưa nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020 [1], trong đó bám sát định hướng phát triển hạ tầng giao thông và theo chỉ đạo của Bộ GTVT,Viện đã tích cực triển khai các hoạt động KHCN xuất phát từ thực tế sản xuất của Ngành để kịp thời góp phần khắc phục những khó khăn về kỹ thuật trong xây dựng, sửa chữa và bảo trì các cơ sở hạ tầng giao thông. Kết quả hoạt động KHCN từ năm 2018 đến nay trên các lĩnh vực của Viện đã để lại dấu ấn khá rõ nét trong các lĩnh vực hoạt động của toàn ngành, tiêu biểu như sau:

2.1. Lĩnh vực đường bộ, đường sân bay

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của một số loại phụ gia tăng khả năng dính bám cho bê tông nhựa phù hợp với đặc thù cốt liệu và khí hậu tại khu vực Miền Trung - Tây Nguyên [2]: hư hỏng do dính bám đá nhựa là sự bong tách (stripping) giữa nhựa đường với bề mặt cốt liệu. Bong tách được định nghĩa là sự mất liên kết hoặc khả năng bám dính giữa chất liên kết và các hạt cốt liệu dưới tác động của nước và hơi ẩm. Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, với lượng mưa trung bình năm khá cao. Trong đó, khu vực miền Trung là vùng có khí hậu khắc nghiệt nhất trong cả nước, mùa khô kéo dài từ tháng 4 đến tháng 9 với nhiệt độ cao nhất trong ngày từ 32-43˚C, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 với tần xuất và lượng mưa dày. Bên cạnh đó, hàng năm còn thường xuyên xảy ra nhiều thiên tai, bão lũ gây nhiều thiệt hại về vật chất. Trong đó, các công trình giao thông mà điển hình là công trình đường bộ cũng phải chịu nhiều ảnh hưởng từ khí hậu khắc nghiệt của khu vực, đặc biệt là hư hỏng mặt đường bê tông nhựa do suy giảm khả năng dính bám đá-nhựa thường xuất hiện ở dạng bong tách mặt đường, dẫn đến tạo ra các ổ gà, gây mất an toàn cho các phương tiện tham gia giao thông, làm giảm khả năng thông hành của tuyến đường. Xuất phát từ điều kiện thực tế này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu, phân tích tình hình trong và ngoài nước về phụ gia tăng dính bám; nghiên cứu BTN sử dụng phụ gia và đánh giá công nghệ sản xuất bê tông nhựa có phụ gia; đề xuất sử dụng một số loại phụ gia tăng khả năng dính bám cho bê tông nhựa phù hợp với đặc thù cốt liệu và khí hậu tại khu vực Miền Trung - Tây Nguyên.

Nghiên cứu ứng dụng mô hình thí nghiệm uốn mẫu dầm bán nguyệt SCB (Semi-Circular Bending) để xác định đặc trưng chống nứt, kháng mỏi của bê tông nhựa chặt ở Việt Nam và đề xuất các giải pháp cải thiện [2]: trên thế giới có nhiều mô hình thí nghiệm để đánh giá khả năng chống nứt của bê tông nhựa như: mô hình uốn dầm 2 điểm, uốn dầm 3 điểm, uốn dầm 4 điểm, uốn dầm 5 điểm và mô hình  kéo (nén). Tuy nhiên phương pháp thí nghiệm uốn dầm bán nguyệt SCB và thí nghiệm uốn dầm 4 điểm là hai phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, tuy nhiên sử dụng phương pháp SCB có nhiều ưu điểm như: thiết bị và chế tạo mẫu đơn giản hơn, mức giới hạn có thể tham khảo và xác định được. Thí nghiệm uốn dầm bán nguyệt SCB là thí nghiệm uốn mẫu dầm 3 điểm giúp kiểm tra, đánh giá nhanh và chính xác khả năng chịu kéo uốn, khả năng kháng nứt mỏi của mẫu bê tông nhựa ở điều kiện nhiệt độ khai thác thông thường. Ở Hoa Kỳ đã có các tiêu chuẩn thí nghiệm uốn dầm bán nguyệt SCB để đánh giá khả năng chống nứt mỏi của bê tông nhựa như AASHTO TP 124 và ASTM D8044. Nghiên cứu này trình bày các kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng chống nứt của bê tông nhựa theo mô hình uốn dầm bán nguyệt SCB theo AASHTO TP 124 với thiết bị thí nghiệm và chế tạo mẫu tại Viện KH&CN GTVT.

Nghiên cứu lựa chọn mác nhựa đường phù hợp với đặc trưng khai thác (nhựa đường PG) của bê tông nhựa mặt đường sân bay ở Việt Nam [2]: tiêu chuẩn phân cấp nhựa đường theo đặc tính PG hiện được áp dụng rộng rãi tại các nước Bắc Mỹ và đang được nhiều nước khác tại Châu Âu, Châu Á nghiên cứu áp dụng. Phân cấp nhựa đường theo tiêu chuẩn PG được đánh giá là khoa học và có nhiều ưu điểm khi xét đến ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ (nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao và nhiệt độ trung bình) đến thuộc tính của nhựa đường trong quá trình sản xuất, thi công và khai thác nhằm giảm thiểu hư hỏng mặt đường bê tông nhựa ở các dạng lún vệt bánh xe, nứt mỏi, nứt do nhiệt và lão hóa sớm. Tại Việt Nam, đặc biệt tại Viện KH&CN GTVT đã có những nghiên cứu để áp dụng phân loại nhựa đường theo đặc tính PG dùng cho đường bộ, tuy nhiên nghiên cứu áp dụng cho sân bay vẫn còn mới trên thế giới và Việt Nam hiện nay. Nghiên cứu này đưa ra các kết quả nghiên cứu thực nghiệm tại Việt Nam và lựa chọn mác nhựa đường phù hợp với đặc trưng khai thác (nhựa đường PG) của bê tông nhựa mặt đường sân bay ở Việt Nam.

Nghiên cứu ứng dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện trong xây dựng kết cấu nền, móng và mặt đường giao thông nông thôn ở Việt Nam [2]: chất lượng và các đặc tính của tro thải ra từ Nhà máy nhiệt điện phụ thuộc nhiều vào công nghệ đốt than và nguồn than sử dụng trong quá trình sản xuất điện. Ở nước ta hiện nay, các nhà máy nhiệt điện chủ yếu sử dụng hai công nghệ đốt than chính đó là công nghệ đốt than phun (Pulverised combustion - PC) và công nghệ đốt than tầng sôi (Circulating Fluidized Bed - CFB), ngoài sự khác chính về công nghệ và hiệu suất đốt thì loại tro thải ra từ các nhà máy sử dụng hai công nghệ nêu trên có tính chất và đặc tính khá khác biệt nhau, đặc biệt trong việc tái sử dụng làm chất phụ gia tăng khả năng linh động của vữa tự đầm trong xây dựng mặt đường đá dăm chèn vữa. Tro bay chưa qua xử lý hay còn gọi là tro thải của các nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) tại Việt Nam ít có khả năng để sử dụng như vật liệu gia cố độc lập cho các hỗn hợp đất, cát và hỗn hợp đá dăm để làm móng mặt đường, đặc biệt khi so sánh về hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi xét đến chi phí công nghệ gia cố. Vì vậy sử dụng tro thải trong xây dựng đường ô tô thường được phối hợp với chất kết dính vô cơ truyền thống khác, như xi măng hay vôi, để hỗ trợ chức năng “gia cố” của loại vật liệu này. Kết quả nghiên cứu gồm: tổng quan tro thải từ nhà máy nhiệt điện; nghiên cứu thí nghiệm trong phòng khảo sát đánh giá hiệu quả của loại tro thải từ nhà máy nhiệt điện; thí nghiệm xác định một số chỉ tiêu cơ bản của vật liệu đá dăm chèn vữa xi măng tro bay; đề xuất các giải pháp xử dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện trong xây dựng kết cấu nền, móng và mặt đường giao thông nông thôn ở Việt Nam.

Nghiên cứu bước đầu về ứng dụng xỉ của nhà máy sản xuất thép trong xây dựng mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam [2]: Hiện tại nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh, cùng với đó là sự phát triển của ngành luyện kim nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu rất lớn của xây dựng. Vì vậy các phế thải của nghành luyện kim cũng ngày càng nhiều. Các chất này nếu không được xử lí đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường và hại sức khỏe... Xỉ thép là một phụ phẩm của quá trình luyện sắt thành thép nóng chảy trong lò luyện. Lượng xỉ thải ra trong quá trình này chiếm khoảng 15% khối lượng sản phẩm thép. Ở nước ta, theo ước tính hiện tại có khoảng 1-1,5 triệu tấn xỉ thép thải ra mỗi năm từ các nhà máy sản xuất thép lớn. Theo Quy hoạch phát triển ngành thép Việt nam đã được thủ tướng chính phủ phê duyệt năm 2007, tính đến năm 2025 sản phẩm phôi thép được sản xuất trong nước sẽ đạt 12 - 15 triệu tấn, có nghĩa là sẽ có khoảng 1,8 – 2.25 triệu tấn xỉ thép thải ra môi trường. Các bãi chất thải rắn này chiếm chỗ trên diện tích đất rất lớn và dẫn đến tác động môi trường nghiêm trọng với hàm lượng bụi lớn và rỉ sét, kim loại nặng. Vì vậy, việc tái chế, tận dụng xỉ thép được đánh giá là thực sự cần thiết để đáp ứng đồng thời mục tiêu về kinh tế lẫn môi trường. Tuy nhiên, đối với nước ta, những nghiên cứu ứng dụng xỉ thép trong xây dựng kết cấu mặt đường chưa nhiều, chưa có những tài liệu, quy trình công nghệ về việc ứng dụng xỉ thép trong xây dựng các công trình đường bộ. Việc nghiên cứu giải pháp công nghệ hiện đại, lựa chọn và đề xuất ứng dụng xỉ của nhà máy sản xuất thép trong xây dựng kết cấu mặt đường ở Việt Nam là cần thiết.

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ, tiêu chí đánh giá và đề xuất áp dụng mặt đường bền vững (Sustainable Pavement) trong xây dựng đường bộ tại Việt Nam [3]: mặt đường là một phần không thể tách rời của mạng lưới đường bộ, mặt đường tạo ra độ bằng phằng và bền vững cho các phương tiện giao thông di chuyển trong mọi điều kiện thời tiết. Trên thế giới hiện nay đã định hướng và áp dụng các công nghệ mặt đường bền vững (mặt đường xanh) nhằm bảo vệ môi trường, tăng lợi ích xã hội và đảm bảo lợi ích kinh tế. Mặc dù tại Việt Nam đã ban hành một số chính sách, văn bản chỉ đạo, định hướng và đã áp dụng một số công nghệ liên quan đến mặt đường bền vững, tuy nhiên hiện nay, các giải pháp, công nghệ mặt đường bền vững mới chỉ ở giai đoạn bắt đầu, chưa có nhiều nghiên cứu và các công nghệ áp dụng. Nghiên cứu này này tập trung đánh giá, phân tích và đề xuất khả năng áp dụng mặt đường bền vững trong xây dựng đường bộ tại Việt Nam

Các nghiên cứu về phòng tránh sụt trượt trên đường giao thông tại Việt Nam [4]: Với vai trò là đơn vị đi đầu về nghiên cứu khoa học và tư vấn về phòng chống sụt trượt trên đường giao thông tại Việt Nam, Viện đã có nhiều kết quả nghiên cứu và ứng dụng phòng chống sụt trượt từ nhiều năm qua đến nay. Để đẩy mạnh KHCN trong phòng chống sụt trượt, Viện đã hợp tác với Hội trượt đất quốc tế (ICL) triển khai dự án ODA hỗ trợ kỹ thuật về “Phát triển công nghệ đánh giá rủi ro do trượt đất dọc các tuyến đường giao thông chính tại Việt Nam” sử dụng viện trợ không hoàn lại của JICA tài khóa 2011-2016 với mục tiêu phát triển công nghệ hiện đại nhằm giảm thiểu những thảm họa do trượt đất gây ra trên các trục giao thông chính tại Việt Nam. Sau khi dự án kết thúc năm 2016, Viện vẫn duy trì các hoạt động nghiên cứu từ các trang thiết bị được tài trợ cũng như các hoạt động tại các hội nghị, hội thảo và đã triển khai đề tài nghiên cứu năm 2019 [3] ”Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, địa chất, lượng mưa đối với sự ổn định mái dốc trên đường ô tô đang khai thác và đề xuất giải pháp xử lý” trong phòng tránh sụt trượt tại Việt Nam.

Ngoài những kết quả nêu trên, theo yêu cầu của thực tiễn, Viện cũng đã nghiên cứu và đạt được các kết quả như: Nghiên cứu ứng dụng bê tông nhựa Asphaly Cement nhằm nâng cao chất lượng kết cấu mặt đường tại Việt Nam; Nghiên cứu sử dụng phụ gia để chế tạo bê tông đóng rắn nhanh cường độ 50 MPa nhằm giảm giá thành, phục vụ sửa chữa các công trình giao thông; Nghiên cứu lựa chọn loại phụ gia cốt sợi cho bê tông nhựa nóng (BTNN) trong điều kiện Việt Nam; Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp vữa nhựa (bột khoáng + nhựa đường) đến một số tính chất của hỗn hợp bê tông nhựa chặt nóng; Nghiên cứu đề xuất công nghệ sản xuất cốt liệu đá sử dụng cho bê tông nhựa phù hợp với điều kiện Việt Nam;...

Để quản lý, đánh giá chất lượng vật liệu mới, công nghệ mới có hiệu quả, Bộ GTVT đã giao nhiệm vụ cho Viện tổ chức nghiên cứu, đánh giá rất nhiều loại vật liệu mới nhằm lựa chọn vật liệu có chất lượng cao và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Từ năm 2018 đến nay, Viện đã nghiên cứu và triển khai thử nghiệm đánh giá 05 vật liệu mới, công nghệ mới từ nước ngoài vào Việt Nam: (1). Phương pháp gia cố nền đất xây dựng bằng cọc xi măng đất theo công nghệ MITS-CMS; (2). Công nghệ tái chế nóng BTN với hàm lượng RAP từ 25% đến 75% tại trạm trộn theo công nghệ của Công ty Taisei Rotec; (3). Thử nghiệm xỉ thép trong xây dựng nền đường, kết cấu áo đường ô tô (4). Thử nghiệm phụ gia hai đặc tính sửa đổi tự nhiên RCA cho hỗn hợp BTN nóng; (5). Thử nghiệm mặt đường bê tông nhựa ấm (WMA) theo công nghệ của Hàn Quốc.

Trên cơ sở thực hiện một số nhiệm vụ đột phá của Đề án tăng cường ứng dụng khoa học công nghệ trong quản lý chất lượng xây dựng, khai thác và bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông giai đoạn 2013-2020 “Xây dựng và ban hành tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật phục vụ quản lý chất lượng xây dựng, khai thác, bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông”, từ năm 2018 đến nay, với chức năng nhiệm vụ được giao, trong lĩnh vực đường bộ, sân bay, Viện đã biên soạn và đã được công bố 06 TCVN, 01 TCCS và 05 quyết định kỹ thuật với một số điển hình như sau :

- TCVN 12316:2018: Lớp phủ mặt đường Micro-Surfacing - Thiết kế hỗn hợp, thi công và nghiệm thu; TCVN 12579:2019: Bê tông nhựa - Xác định độ bền mỏi theo phương pháp uốn dầm sử dụng tải trọng lặp; TCVN 12584:2019: Trang thiết bị an toàn giao thông đường bộ - Đinh phản quang - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử; TCVN 12585:2019: Trang thiết bị an toàn giao thông đường bộ - Thiết bị dẫn hướng và tấm phản quang - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử; TCVN 12586:2019: Trang thiết bị an toàn giao thông đường bộ - Tấm chống chói - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử: TCVN 12587:2019: Trang thiết bị an toàn giao thông đường bộ - Trụ tiêu dẻo phân làn - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử; TCCS 26:2019/TCĐBVN: Hỗn hợp cấp phối đá chặt gia cố nhựa nóng sử dụng trong kết cấu áo đường - Yêu cầu thi công và nghiệm thu;

- Quyết định số 2066-QĐ-BGTVT ngày 24/9/2018 của Bộ trưởng Bộ GTVT: Quy định tạm thời về thiết kế, thi công và nghiệm thu hỗn hợp bê tông nhựa có sử dụng nhựa đường đá Buton; Quyết định số 2218-QĐ-BGTVT ngày 16/10/2018 của Bộ trưởng Bộ GTVT: Quyết định về việc ban hành Hướng dẫn điều chỉnh, bổ sung một số nội dung kỹ thuật trong công tác thiết kế, thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng trong kết cấu mặt đường ô tô. Các qui định kỹ thuật này sau khi ban hành đã được nhiều Chủ đầu tư, Nhà thầu áp dụng triển khai tại các dự án, đáp ứng được yêu cầu về kinh tế-kỹ thuật đề ra.

- Trong năm 2019, từ các kết quả nghiên cứu, Viện cũng đã chủ trì xây dựng và hoàn thành thủ tục chuyển 05 hồ sơ đến Bộ KHCN đề nghị thẩm định công bố TCVN. Ngoài ra từ năm 2018 trở về trước, Viện cũng đã chuyển 05 hồ sơ đến Bộ KHCN đề nghị thẩm định công bố TCVN. Ngoài ra đối với các hướng dẫn, quy định kỹ thuật, Viện đang tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện để ban hành trong thời gian tới.

Viện đã và đang hợp tác với Công ty SE trong xây dựng TCCS về neo trong đất SEEE; Hợp tác với Tập đoàn JFE Steel (Nhật Bản) nghiên cứu khả năng ứng dụng xỉ thép làm vật liệu đường bộ ở Việt Nam; Hợp tác với Viện Công nghệ Xây dựng Hàn Quốc (KICT) nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng công nghệ mặt đường bê tông nhựa ấm vào Việt Nam;...

Ngoài việc thực hiện các nhiệm vụ KHCN thường xuyên theo kế hoạch, trong thời gian qua, Viện đã thực hiện nhiều nhiệm vụ KHCN khác quan trọng đảm bảo tiến độ và yêu cầu đề ra, qua đó khẳng định được Viện hoàn toàn có đủ năng lực đáp ứng tốt các yêu cầu đối với các nhiệm vụ chính trị được các cơ quan quản lý giao, cũng như các yêu cầu của khách hàng đối với Viện, điển hình như: Tư vấn giám sát nhiều đoạn tuyến trong dự án nâng cấp mở rộng cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ; TVGS Dự án đường vành đai III - giai đoạn 2 - Tp. Hà Nội; TVGS thi công xây dựng công trình nút giao Nguyễn Văn Linh thuộc Dự án ĐTXD trục đường Hồ Sen - Cầu Rào 2, đoạn từ nút giao Nguyễn Văn Linh đến Ngã ba đường Chợ Con;  Tư vấn lắp đặt thiết bị và quan trắc, đánh giá xử lý nền đất yếu thuộc dự án đầu tư xây dựng cầu Rạch Miễu - Quốc lộ 60 tỉnh Tiền Giang và tỉnh Bến Tre - Giai đoạn 2;...Ngoài ra, Viện cũng có những kinh nghiệm trong thực hiện nhiều dự án tư vấn kiểm định và tư vấn giám sát về lĩnh vực sân bay như, sân bay Nội Bài, sân bay Tân Sơn Nhất, sân bay Đà Nẵng, sân bay Chu Lai sân bay Thọ Xuân, Đồng Hới, Phú Bài, Phù Cát, Pleiku, Phú Quốc.

2.2. Lĩnh vực cầu hầm

Nghiên cứu xây dựng Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường sắt của Việt nam [2]: cách đây gần 20 năm ngành GTVT đã triển khai xây dựng bộ Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ, dựa trên AASHTO LRFD, nhưng chưa đề cập tới lĩnh vực cầu đường sắt. Hiện nay sở kết cấu hạ tầng đường sắt của nước ta còn yếu kém, ngành GTVT đang tổ chức triển khai nâng cấp cơ sở hạ tầng đường sắt hiện có, đồng thời lập dự án nghiên cứu đường sắt mới có quy mô và tốc độ cao hơn. Điều kiện cần thiết đầu tiên là phải xây dựng được hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật, trong đó có Tiêu chuẩn thiết kế cầu. Nghiên cứu này tập trung phân tích thực trạng tiêu chuẩn của Việt nam và các Tiêu chuẩn liên quan đến thiết kế cầu đường sắt trên thế giới; đề xuất áp dụng ở Việt Nam; các kết quả trong việc xây dựng nội dung của bộ tiêu chuẩn này.

Nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới trong sửa chữa, tăng cường các công trình cầu thép cầu đường sắt ở Việt Nam [3]: trên các tuyến đường sắt ở Việt Nam hiện nay, số lượng các cầu thép chiếm một tỷ lệ lớn với 1.920 cầu từ 1886 đến nay, có 1.000 cầu đã được nâng cấp sửa chữa, còn 920 cầu chưa được nâng cấp. Ngành Đường sắt cũng đang rà soát toàn bộ mạng lưới 180 cầu cần được ưu tiên nâng cấp sửa chữa, trong đó tuyến đường sắt Thống Nhất là 147 cầu;  Hà Nội-Đồng Đăng, Hà Nội-Hải Phòng là 5 cầu; Yên Viên-Lào Cai là 11 cầu… , tuyến đường sắt Bắc-Nam có 85 cầu yếu cần làm ngay; tuyến đường sắt Hà Nội-Hải Phòng có 5 cầu lớn, không thể tồn tại vì không đảm bảo thông thuyền lại, cầu yếu nên cần thay thế; tuyến Yên Viên-Lào Cai cũng còn 11 cầu yếu thiếu vốn thực hiện…Trên toàn tuyến đường sắt Hà Nội - TP. Hồ Chí Minh có 1454 cầu với tổng chiều dài 36.332m. Trong đó, đoạn Hà Nội - Vinh có 127 cầu, đoạn Vinh - Đà Nẵng có 437 cầu, đoạn Đà Nẵng - TP. Hồ Chí Minh có 890 cầu. Các dự án khôi phục, cải tạo, nâng cấp, làm mới cầu ĐSTN trong những năm qua chỉ mới giải quyết được 756 cầu, còn lại 698 cầu chưa được đầu tư lần nào (đoạn Hà Nội - Vinh còn 44 cầu, đoạn Vinh - TP. Hồ Chí Minh còn 654 cầu). Các cầu đường sắt nêu trên, sau một thời gian dài khai thác do nhiều nguyên nhân, các cầu thép bị hư hỏng, chất lượng công trình xuống cấp và cần thiết phải sửa chữa, nâng cấp công trình cầu. Nghiên cứu này tập trung phân tích, đánh giá và đề xuất các giải pháp sửa chữa, tăng cường cầu thép được tiến hành nhằm mục đích cải thiện độ bền, tăng tuổi thọ của kết cấu của cầu, cùng với việc phòng tránh hiện tượng lan rộng hư hỏng.

Nghiên cứu đánh giá trạng thái ứng suất hiện có nhằm đánh giá tình trạng cáp DƯL trong dầm cầu BTCT ứng suất trước đang khai thác ở Việt Nam [3]: do sự lão hóa, suy thoái của vật liệu trong điều kiện khai thác hoặc những khuyết tật khi thi công, sự thay đổi nội tại bên trong của thép DUL (do gỉ, do mất mát ứng suất trước không được dự báo trước,…) nên trạng thái của kết cấu khó có thể biết được một cách chính xác, khó để biết được liệu kết cấu có an toàn khi tiếp tục sử dụng hay không, hoặc nếu cần tăng cường thì mức độ thế nào là đủ. Việc đánh giá hiện trạng các bộ phận kết cấu như chất lượng của vật liệu thành phần, hiệu quả của DUL còn lại trong kết cấu để có đủ thông tin, số liệu cần thiết quyết định giải pháp khai thác, sửa chữa, tăng cường là rất quan trọng song cũng rất khó khăn. Hệ thống các cầu BTCT và BTCT ƯST trên các tuyến đường sắt và đường bộ ở nước ta được xây dựng có khối lượng rất lớn, ở các giai đoạn khác nhau, có sự khác nhau về vật liệu, trình độ công nghệ thi công,... Kết quả kiểm tra tình trạng cáp ƯST trong thời gian qua cho thấy trong quá trình khai thác, dưới điều kiện môi trường khắc nghiệt, dần đến cáp bị gỉ, có nguy cơ gây sự cố. Song cho đến thời điểm hiện nay vẫn chưa có phương pháp nào tin cậy, chưa có nghiên cứu nào được thực hiện một cách bài bản để đánh giá tình trạng, hiệu quả của dự ứng lực trong cáp có còn không, dẫn tới việc việc thiết kế sửa chữa, tăng cường hay khai thác thiếu số liệu tin cậy. Nghiên cứu này tập trung phân tích, đánh giá, nghiên cứu trạng thái ứng suất hiện có nhằm đánh giá tình trạng cáp DƯL trong dầm cầu BTCT ứng suất trước đang khai thác ở Việt Nam và đề xuất các giải pháp khắc phục.

Phân tích, lựa chọn công thức xác định sức kháng cắt của mối nối "in oản" trong cầu bê tông dự ứng lực lắp ghép phân đoạn [2]: Ứng xử chịu cắt của mối nối in oản trong cầu BT DƯL lắp ghép phân đoạn đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu do sự khác biệt của nó so với kết cấu toàn khối. Một số tiêu chuẩn, nghiên cứu đã đã đưa ra công thức tính sức kháng cắt của mối nối có khóa chống cắt như AASHTO, EuroCode 2, Rombach,... Đã có nhiều nghiên cứu thực nghiệm để so sánh đối chiếu với các công thức trên. Các kết quả nghiên cứu có sự phân tán tương đối lớn, tuy nhiên điểm nhận định chung là công thức AASHTO thiên về an toàn đối với mối nối một khóa chống cắt nhưng chưa đủ độ tin cậy với loại mối nối nhiều khóa, là loại mối nối được sử dụng trong thực tế. Việc áp dụng công thức AASHTO vẫn còn một số vấn đề cần tiếp tục được nghiên cứu trong trường hợp mối nối nhiều khóa chống cắt, ảnh hưởng của kích thước khóa chống cắt, phương của khóa chống cắt khi các thành hộp xiên, ảnh hưởng bề dày keo epoxy,… Trong nghiên cứu này đã tổng hợp các kết quả thực nghiệm trên thế giới để so sánh với các công thức trên đồng thời đề xuất mô phương án thí nghiệm mối nối trong điều kiện Việt Nam để xem xét lựa chọn công thức phù hợp và các điều chỉnh cần thiết.

Với sự hợp tác trong nhiều năm qua, dự kiến trong tháng 12/2019, Viện sẽ phối hợp với Viện Bê tông dự ứng lực Nhật Bản (JPCI) tổ chức Hội thảo lần thứ 7 với chủ đề “Công nghệ cầu dây văng” giới thiệu, tổng kết, đánh giá và rút ra những bài học kinh nghiệm từ công tác xây dựng, khai thác, quan trắc và bảo trì cầu dây văng giữa Việt Nam và Nhật Bản. Tạo cơ hội thúc đẩy hoạt động hợp tác KHCN giữa Việt Nam và Nhật Bản về công tác xây dựng và bảo trì cầu dây văng.

Công tác phục vụ sản xuất: Ngoài những hoạt động KHCN tiêu biểu nêu trên, Viện đã tiến hành nhiều hoạt động KHCN phục vụ sản xuất theo yêu cầu của Bộ GTVT, của địa phương và nhiều cơ quan tổ chức khác trên khắp đất nước, điển hình như: Tư vấn kiểm định đánh giá, rà soát, kiểm định các hạng mục như mố A1, A2 và các sự cố kỹ thuật cầu Vàm Cống; Tư vấn kiểm định, đánh giá chất lượng, khả năng chịu lực của một số hạng mục kết cấu gói thầu J2 Bến Lức – Long Thành và đánh giá gói thầu J1, J3 Bến Lức – Long Thành và cầu Bình Khánh – Phước Khánh; Tư vấn kiểm định đánh giá chất lượng, khả năng chịu lực kết cấu phần trên cầu Vàm Cống thuộc dự án TP3; TVGS cầu Phật Tích, Bắc Ninh;...

2.3. Lĩnh vực đường sắt

Nghiên cứu đề xuất mô hình quản lý, vận hành khai thác và duy tu bảo dưỡng đường sắt đô thị Việt Nam [2]: Giao thông đô thị đã và đang là một trong những vấn đề thời sự bức xúc nhất hiện nay và trong tương lai. Các loại hình phương tiện giao thông đang được sử dụng như xe máy, ô tô con, taxi, xe bus… tồn tại nhiều nhược điểm như diện tích chiếm dụng đường lớn, lưu lượng vận chuyển thấp và đặc biệt dễ gây ùn tắc và ô nhiễm môi trường trên diện rộng. Vì vây việc nghiên cứu triển khai xây dựng mạng lưới đường sắt đô thị ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh là một nhiệm vụ cấp bách nhằm giải quyết cơ bản bài toàn giao thông thành phố phức tạp hiện nay và trong tương lai. Chính phủ Việt Nam đã có các khoản vay ODA Nhật Bản cho các Dự án xây dựng đường sắt đô thị Hà Nội, Tuyến 1; Dự án Tuyến 2a (Cát Linh – Hà Đông) hỗ trợ bởi Trung Quốc; Tuyến 3 (Nhổn- ga Hà Nội), được tài trợ bởi Chính phủ Pháp, AFD, EIB, ADB) đang được xây dựng. Tại TP. Hồ Chí Minh theo quy hoạch sẽ bao gồm 7 tuyến tàu điện ngầm, 3 tuyến xe điện mặt đất hoặc monorail với tổng chiều dài khoảng 180 km. Trong đó tuyến số 1 Bến Thành – Suối Tiên dự kiến vận hành vào năm 2021. Tuyến metro số 5: Bến xe Cần Giuộc mới – Cầu Sài Gòn có tổng chiều dài 26 km được hỗ trợ bởi Hàn Quốc đang xem xét để triển khai. Để phát triển và hoàn thiện một hệ thống vận hành và bảo dưỡng đường sắt đô thị tại Việt Nam thì việc đưa ra đường hướng cho việc thành lập cơ quan trung tâm của một tổ chức vận hành và bảo dưỡng đường sắt đô thị thích hợp là cần thiết. Nghiên cứu này tập trung nghiên cứu và đề xuất mô hình quản lý vận hành, khai thác và duy tu bảo dưỡng đường sắt đô thị tại Việt Nam.

Nghiên cứu, đánh giá, đề xuất giải pháp giảm thiểu rủi ro trong giai đoạn thực hiện dự án xây dựng các tuyến đường sắt đô thị trong điều kiện Việt Nam [2]:  Rủi ro là sự không chắc chắn và là những khả năng xảy ra kết quả không mong muốn. Trong các khả năng xảy ra, có ít nhất một khả năng đưa đến kết quả không mong muốn. Kết quả này có thể đem lại tổn thất hay thiệt hại cho đối tượng gặp rủi ro. Quản lý rủi ro là việc xác định, đánh giá và ưu tiên hóa rủi ro, áp dụng hợp lý và tiết kiệm các nguồn lực để giảm thiểu, theo dõi và kiểm soát xác suất xảy ra hoặc ảnh hưởng của các sự kiện không may tới dự án để tối đa hoá việc thực hiện các cơ hội nhằm giảm thiểu rủi ro. Mục tiêu của quản lý rủi ro là để đảm bảo sự không chắc chắn này không làm lệch hướng các hoạt động của các mục tiêu do chủ thể quản lý đặt ra. Quản lý rủi ro là một công tác quan trọng trong quản lý thi công xây dựng công trình nói chung và trong thi công các công trình đường sắt đô thị nói riêng nhằm giúp chủ đầu tư, nhà thầu có thể chủ động nhận dạng, đánh giá, kiểm soát đồng thời giảm thiểu tối đa các tác động tiêu cực của rủi ro tới dự án thi công xây dựng công trình, từ đó đảm bảo hiệu quả của dự án. Các dự án đường sắt đô thị tại Việt Nam có quy mô lớn, kết cấu phức tạp, thời gian sử dụng lâu dài, có giá trị lớn... Quá trình thi công được chia thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn thi công lại chia thành nhiều công việc khác nhau thời gian kéo dài nên việc quản lý rủi ro là việc tương đối khó khăn. Đề tài đã đưa ra cái nhìn tổng quát nhất giúp các chủ thể hiểu và nhận thấy tầm quan trọng của việc đánh giá rủi ro và quản lý chúng trong các công trình giao thông không chỉ ở Việt Nam mà tại nhiều nước trên thế giới; Đề tài đã tổng kết, đánh giá thực trạng các dự án đường sắt đô thị đang triển khai tại Việt Nam; Phân loại và đưa ra các nguyên nhân dẫn tới rủi ro trong các dự án đường sắt đô thị; Phân tích đánh giá, đưa ra các đề xuất để giảm thiểu rủi ro trong tương lai khi thực hiện các dự án đường sắt đô thị

Ngoài những kết quả nêu trên, theo yêu cầu của thực tiễn, Viện cũng đã nghiên cứu và đạt được các kết quả như: Nghiên cứu xây dựng sổ tay động lực học áp dụng cho đường sắt khổ đường 1435mm ở Việt Nam; Nghiên cứu đề xuất quy trình tính toán khả năng thông qua của công trình đường sắt; Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thiết bị tín hiệu đuôi tàu sử dụng trên tàu chở hàng trên đường sắt Việt Nam;...       

Công tác phục vụ sản xuất: Trong thời gian qua, Viện đã và đang thực hiện các nhiệm vụ: (1) Tư vấn giám sát phần xây lắp dự án đường sắt đô thị Hà Nội, tuyến Cát Linh-Hà Đông; (2) TVGS gói thầu CP3 dự án đường sắt đô thị Bến Thành - Suối Tiên. Hiện nay các dự án trên đây đang gấp rút để hoàn thành theo tiến độ đề ra, nhiều hạng mục đã được xây dựng đảm bảo chất lượng, tiến độ. Qua dự án này, Viện đã khẳng định được khả năng làm chủ hoạt động TVGS, cố vấn kỹ thuật đối với các dự án đường sắt đô thị.

2.4. Lĩnh vực cảng - đường thủy

Được sự chấp thuận của Bộ GTVT, từ 2014 đến nay, Viện đã phối hợp với Viện Quản lý Đất đai và Cơ sở hạ tầng Quốc gia Nhật Bản (NILIM) xây dựng và ban hành bộ tiêu chuẩn kỹ thuật cảng biển và hạ tầng bến cảng Việt Nam [4]. Đây là bộ tiêu chuẩn lớn, gồm rất nhiều lĩnh vực kết hợp với nhau nên yêu cầu số lượng kiến thức của nhiều chuyên gia trong các chuyên môn tương đối rộng. Mặt khác do đã sử dụng tiêu chuẩn cũ (biên dịch từ Nga) trên bốn mươi năm qua nên tư duy đã thành thói quen trong giới kỹ thuật ngành công trình Cảng Việt Nam. Do đó trong quá trình xây dựng bộ tiêu chuẩnkỹ thuật cảng biển và hạ tầng bến cảng Việt Nam, các chuyên gia và nhà khoa học của Viện đã cố gắng, nỗ lực hoàn thành các dự thảo tiêu chuẩn và hiện nay đã được Bộ KHCN ban hành 03 TCVN:

- TCVN 11820-1:2017: Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 1: Nguyên tắc chung.

- TCVN 11820-2:2017: Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 2: Tải trọng tác động.

- TCVN 11859:2017: Công trình cảng biển - Thi công và nghiệm thu.

Các tiêu chuẩn khác như: Công trình cảng biển - Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 4-1: Nền móng; Công trình cảng biển - Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 4-2: Các phương pháp cải tạo đất; Công trình cảng biển-Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 5: Công trình bến; Công trình cảng biển - Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 6: Đê chắn sóng; Công trình cảng biển - Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 7: Luồng tàu và bể cảng; Công trình cảng biển - Tiêu chuẩn Thiết kế. Phần 8: Ụ khô, âu tàu, triền và bến nhà máy đóng tàu,...đang được xây dựng và sẽ tiếp tục được ban hành theo kế hoạch đề ra.

Trong năm 2019, Viện và NILIM tiếp tục tổ chức nhiều hội thảo trao đổi chuyên môn tại Nhật Bản và Việt Nam về xây dựng tiêu chuẩn về bến và bảo trỉ công trình cảng biển để tiến tới trình Bộ GTVT và Bộ KHCN ban hành TCVN trong thời gian tới

Công tác phục vụ sản xuất: Trong thời gian qua, Viện được giao TVGS và kiểm định cảng Hải Phòng, Kiểm định định kỳ chất lượng Cảng Cửa Việt... Viện đã nghiên cứu tổng kết công tác quản lý chất lượng trong thi các dự án cảng – đường thủy để làm cơ sở tham mưu theo các yêu cầu của Bộ GTVT.

2.5. Lĩnh vực vật liệu xây dựng và bảo vệ công trình

Viện đã nghiên cứu và ứng dụng KH&CN trong xây dựng các công trình, phương tiện GTVT có chất lượng và tuổi thọ cao trong điều kiện khí hậu nhiệt đới khắc nghiệt của Việt Nam, đồng thời đưa ra các biện pháp sửa chữa, bảo trì phù hợp cho các công trình giao thông hiện có [4]. Viện đã tập chung nghiên cứu công nghệ và vật liệu chống ăn mòn kim loại cho các công trình giao thông vận tải trong một số môi trường đặc biệt ở Việt Nam, điển hình như: Nghiên cứu mức độ ăn mòn cốt thép của cọc bê tông dự ứng lực trong môi trường biển Việt Nam và đưa ra giải pháp chống ăn mòn; Nghiên cứu sử dụng phụ gia để chế tạo bê tông đóng rắn nhanh cường độ 50 MPa nhằm giảm giá thành, phục vụ sửa chữa các công trình giao thông; Nghiên cứu chế tạo Sơn phủ bảo vệ tuổi thọ cao, công nghệ vật liệu mới trên nền polymer (vật liệu compozit, phụ gia cho bê tông, vật liệu Polime Pex, cao su…); vật liệu chống thấm dạng lỏng thẩm thấu, ăn mòn và các biện pháp chống ăn mòn cho kết cấu thép, cốt thép bê tông vùng biển.

Từ năm 2018 đến nay, với chức năng nhiệm vụ được giao, trong lĩnh vực vật liệu xây dựng và bảo vệ công trình, Viện đã biên soạn và đã được công bố TCVN 12176:2018 - Sơn và lớp phủ - Phương pháp xác định độ bền của lớp phủ đã đóng rắn với chu kỳ nhiệt. Đã trình Bộ KHCN để ban hành TCVN về Vật liệu Composite chất dẻo gia cường sợi – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

Viện đã hợp tác Tập đoàn NSC về việc triển khai công tác nghiên cứu chống ăn mòn cọc thép tại Việt Nam trong nhiều năm qua với nhiều nội dung.

2.6. Lĩnh vực an toàn giao thông

Ứng dụng các công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, máy tính, cảm biến, thông tin liên lạc hữu tuyến và không dây nhằm nâng cao tính hiệu quả và an toàn của giao thông trên mặt đất và đặc biệt ITS được ứng dụng nhiều cho lĩnh vực đường bộ [4]. Viện đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng ITS, qua đó đã đưa ra kết quả về liên kết ba thành tố chính trong giao thông đường bộ: thẩm tra, theo dõi đánh giá sự phù hợp của hệ thống thu phí không dừng ETC tại Việt Nam. Đã tiến hành nghiên cứu thiết kế Hệ thống tự động thu nhận và xử lý dữ liệu cho biển báo điện tử VMS (variable message signs) đặt tại các nút giao cắt để thông trước khi vào thành phố góp phần chống ùn tắc giao thông. Kết quả của nghiên cứu đã đưa ra mô hình hệ thống hướng dẫn giao thông, gián tiếp phân luồng giao thông hợp lý hơn theo tình hình thực tế; Làm chủ được công nghệ từ thiết kế, lựa chọn thiết bị, chế tạo phần cứng và phần mềm hệ thống, góp phần tích cực vào việc giảm ùn tắc giao thông ở các thành phố lớn,...

Đề xuất giải pháp cải thiện an toàn giao thông đường bộ bằng vạch sơn có độ phản quang cao đáp ứng các điều kiện thời tiết, đồng thời giúp cho khả năng quan sát của người lái xe trong mọi điều kiện thời tiết và xu hướng phát triển của xe tự hành sẽ ngày càng phát triển trong tương lai: Tăng hệ số phản quang, tăng độ dày vạch kẻ đường để nâng cao độ bền vạch sơn kẻ đường.

Viện đã hợp tác với Công ty Azuma Safety (Nhật Bản) về xây dựng bộ tiêu chuẩn trang thiết bị an toàn giao thông ở Việt Nam bao gồm 06 tiêu chuẩn về đinh đường phản quang, biển chỉ dẫn và tấm phản quang, rào chắn, thiết bị đèn an toàn và cảnh báo, nam chống chói, trụ phân cách. Hiện nay Bộ KHCN đã ban hành 04 TCVN, 02 TCVN còn lại đã hoàn thành các thủ tục chờ ban hành

2.7. Lĩnh vực cơ khí, tự động hóa và đo lường

Nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát tự động và điều khiển tập trung cho thiết bị tín hiệu đường ngang [5]: Đây là nội dung nghiên cứu của đề tài độc lập cấp Quốc gia do Viện chủ trì. Tai nạn giao thông đường sắt chủ yếu xảy ra tại các đường ngang nơi giao cắt đồng mức giữa đường sắt với đường bộ. Để phòng ngừa và giảm thiểu tai nạn giao thông đường sắt gây ra đối với người và tài sản cần thiết phải xây dựng các hệ thống phòng vệ đường ngang an toàn, tin cậy. Các hệ thống này luôn được kiểm tra tình trạng theo các hình thức được quy định chặt chẽ. Hệ thống giám sát và điều khiển tập trung của hệ thống phòng vệ đường ngang tiên tiến có tác dụng giám sát liên tục các trạng thái động (khi có tàu) và trạng thái tĩnh (khi không có tàu) các thiết bị của hệ thống phòng vệ nhằm nâng cao tính sẵn sàng, độ an toàn, tin cậy, hiệu quả quản lý, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí khai thác trong công tác cảnh báo tại đường ngang. Kết quả nghiên cứu có thể khẳng định làm chủ hoàn toàn công nghệ thiết kế, chế tạo trang thiết bị, hệ thống điều khiển giám sát hệ thống thiết bị tín hiệu đường ngang hướng theo bộ tiêu chuẩn được UIC chấp thuận. Đặc biệt sản phẩm của đề tài có thể được chuyển giao và sử dụng kết hợp để hoàn thiện trong các dự án hiện đại hóa hệ thống thiết bị tín hiệu điều khiển chạy tàu và đặc biệt là các dự án lập lại TTATGT được phê duyệt theo quyết định 994/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ và đề án thuộc phạm vi của Tổng công ty ĐSVN; Tiết kiệm hàng trăm lao động kỹ thuật đã qua đào tạo phục vụ phát triển các ngành kinh tế, kỹ thuật khác và đặc biệt là đảm bảo điều kiện an toàn cho người, phương tiện tham gia giao thông đường bộ khi qua các điểm giao cắt đồng mức với đường sắt tại các địa phương có đường sắt đi qua; Tiết kiệm được hàng chục tỷ đồng của xã hội và người dân trong việc khắc phục những hậu quả về người, phương tiện giao thông đường sắt, đường bộ cũng như nhức nhối, bức xúc trong xã hội khi TNGTĐS liên tiếp xảy ra trên các đường ngang.

Ứng dụng công nghệ thông tin số hóa để nâng cao chất lượng cho phòng thí nghiệm [3]: Công tác thí nghiệm ngày càng đòi hỏi cao về độ chính xác, cả về quy trình và kết quả đo, nhằm đáp ứng yêu cầu chất lượng công trình. Cùng với sự phát triển của nền khoa học - công nghệ kéo theo đó là sự xuất hiện của nhiều loại dụng cụ thí nghiệm hiện đại, mới với những công dụng và đặc tính vượt trội. Điều đó đòi hỏi các nhà sản xuất, cung cấp, các đơn vị quản lý các phòng thí nghiệm cần phải hiện đại hóa, đầu tư, nâng cấp và cải tạo nhằm chinh phục quý khách hàng, đáp ứng các yêu cầu. Ở những nước có nền công nghiệp phát triển, nhiều công ty đã chuyên nghiên cứu, cung cấp các thiết bị thí nghiệm, với rất nhiều công nghệ hiện đại trong chế tạo cảm biến, bộ vi xử lý, màn hình hiển thị, kết nối với máy tính,....trong tất cả các lĩnh vực: sinh học, hóa học, môi trường, .... Ở Việt Nam, các thiết bị này có giá thành tương đối đắt, khó khăn cho việc đầu tư đồng bộ, chi phí bảo trì, sửa chữa cao. Một số thiết bị được kích hoạt theo thời gian, khi hết hạn thì phải liên hệ với nhà cung cấp để kích hoạt lại, dẫn đến chi phí cao. Việc nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các thiết bị này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt, đáp ứng phần nào nhu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất hiện nay của ngành GTVT đáp ứng mục tiêu nâng cao chất lượng công trình, giảm chi phí sản xuất.

Để chủ động nắm bắt cơ hội, đưa ra các giải pháp thiết thực tận dụng tối đa các lợi thế, đồng thời giảm thiểu những tác động tiêu cực của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đối với Việt Nam, trong Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ yêu cầu Bộ trưởng, Thủ trưởng cơ quan ngang bộ, cơ quan thuộc Chính phủ, các cơ quan Trung ương, Chủ tịch UBND các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương trong thời gian từ nay đến năm 2020 tập trung chỉ đạo, tổ chức thực hiện có hiệu quả các giải pháp, về vấn đề này. Ngành GTVT quản lý nhiều lĩnh vực như: hàng không, đường bộ, hàng hải, đường sắt, đường sông,...trong đó có nhiều lĩnh vực chịu sự chi phối của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 theo chỉ đạo của Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ. Từ thực tế này, Viện đã đề xuất và thực hiện trong năm 2018 về xây dựng kế hoạch và lộ trình tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 về lĩnh vực đường bộ và đường sắt. Trong năm 2019, Viện tiếp tục đề xuất và thực hiện “Đánh giá tác động của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 tới lĩnh vực Cơ khí – Tự động hóa của ngành GTVT, định hướng phát triển“. Nội dung nghiên cứu gồm: Đánh giá thực trạng lĩnh vực Cơ khí – Tự động hóa của Việt Nam trong bối cảnh cuộc cách mạng 4.0; Đánh giá tác động của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 tới lĩnh vực Cơ khí – Tự động hóa của ngành GTVT; Đề xuất định hướng phát triển lĩnh vực Cơ khí – Tự động hóa của ngành GTVT đáp ứng yêu cầu tiếp cận và tham gia CMCN 4.0.

Nghiên cứu chế tạo thiết bị tạo nhám và thu hồi hạt nhỏ trên bề mặt lớp cấp phối đá dăm mặt đường ô tô trước khi thi công lớp bê tông nhựa: Kết cấu đường nhựa thường có hai lớp chủ yếu là lớp mặt đường và lớp cấp phối đá dăm, hay còn gọi là móng đường [2]. Trước khi thi công lớp nhựa mặt đường, mặt lớp móng phải được làm sạch, khô ráo, bằng phẳng, có độ dốc ngang theo đúng yêu cầu thiết kế. Có nhiều phương pháp để làm sạch lớp móng như quét, chải… bằng máy móc hoặc thủ công. Nếu dùng phương pháp thủ công thì sẽ rất vất vả và hiệu quả không cao, còn nếu dùng máy chải quét thông thường sẽ không thể thu hồi triệt để bụi và hạt rồi ở phần trên mặt móng đường. Từ trước tới nay, công đoạn làm sạch mặt móng đường trước khi thi công lớp mặt ở nước ta thường sử dụng máy nén khí hoặc quạt thổi để thổi bụi rác và dùng chổi quét để thu gom vật liệu rời. Cách làm này không những không xử lý hết bụi mặt đường, mà trái lại còn làm phát tán bụi bẩn ra môi trường xung quanh, làm cho nhà dân hai bên đường phải hứng chịu một lượng lớn bụi lớn, ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe và cuộc sống sinh hoạt thường ngày. Đã có nhiều giải pháp được đề xuất nhằm giảm thiểu lượng bụi phát sinh cũng như giảm thiểu ảnh hưởng của hoạt động thổi bụi mặt đường như: điều chỉnh thời điểm thổi bụi (thi công vào ban đêm), sử dụng xe vệ sinh mặt đường đô thị chuyên dụng có bàn chải chà mặt đường và hệ thống hút bụi... Tuy nhiên, các giải pháp này chưa thực sự phù hợp và phát huy hiệu quả do việc thi công công trình giao thông đòi hỏi thời gian và giải pháp công nghệ phải đồng bộ. Trước thực trạng việc làm sạch bề mặt lớp móng đường hiện nay thường gây bụi, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh, Viện đã đề xuất và được Bộ giao thực hiện nhiệm vụ: Nghiên cứu chế tạo thiết bị tạo nhám và thu hồi hạt nhỏ trên bề mặt lớp cấp phối đá dăm mặt đường ô tô trước khi thi công lớp bê tông nhựa” nhằm khắc phục tình trạng ô nhiễm và cải thiện môi trường trong xây dựng công trình giao thông đường bộ.

Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ thiết kế và chế tạo thiết bị thi công cọc vít cỡ vừa và nhỏ lắp trên máy cơ sở có sẵn phục vụ xây dựng móng cọc cho các công trình giao thông đô thị ở Việt Nam [2]: Các công trình thi công trong thành phố có đặc điểm chung là diện tích mặt bằng thi công chật hẹp, yêu cầu cao trong việc đảm bảo giao thông, an toàn lao động, xử lý chống ồn, chống rung động, vận chuyển đất thải xây dựng… nhất là trong giai đoạn thi công phần móng trụ của các công trình đô thị. Nhằm giải quyết những vấn đề trên, công nghệ cọc vít ra đời - đó là loại cọc ống thép có bố trí cánh thép xoắn ở mũi cọc và hạ bằng phương pháp xoay. Công nghệ cọc vít được sử dụng rộng rãi ở các nước Phương Tây từ năm 1980. Tại châu Á,  Nhật Bản là nước đầu tiên ứng dụng công nghệ cọc vít ống thép trong thi công móng cho các công trình đặc biệt là các công trình hạ tầng đô thị, đồng thời cũng là nước đi đầu trong việc nghiên cứu phát triển (R&D) công nghệ này trong thời gian gần đây. Đối với thiết bị thi công cọc vít, do có điều kiện khoa học công nghệ tiên tiến và tiềm năng lớn về tài chính, các hãng chế tạo máy phương Tây đã chế tạo ra hệ thống thiết bị đồng bộ chuyên dùng với các tính năng kỹ thuật tiên tiến, hiện đại và thích ứng với các điều kiện địa chất và yêu cầu xây dựng móng cọc cụ thể. Tuy nhiên giá thành bộ thiết bị như vật là rất cao. Ở nước ta, điều kiện tài chính của các đơn vị thi công không cho phép nhập khẩu thiết bị đồng bộ của nước ngoài và điều kiện công nghệ lại rất khó có thể chế tạo được các bộ phận, chi tiết đòi hỏi công nghệ cao của hệ thống thiết bị này. Để giải quyết được vấn đề đó, cần phải đưa ra được các giải pháp KHCN trong lựa chọn hệ thống thiết bị, trong thiết kế - chế tạo mới để cho ra đời được một hệ thống thiết bị thi công cọc vít vừa đảm bảo các tính năng kỹ thuật hiện đại đáp ứng được yêu cầu của công nghệ thi công lại vừa phù hợp với điều kiện tài chính, trình độ công nghệ trong nước.

Ngoài những kết quả nêu trên, theo yêu cầu của thực tiễn, Viện cũng đã nghiên cứu và đạt được các kết quả như: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị thử mỏi cáp bán tự động; Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị không người lái sức nâng 5 kg phục vụ công tác tìm kiếm cứu hộ tai nạn giao thông.

2.8. Lĩnh vực bảo vệ môi trường

Khảo sát, đánh giá và đề xuất mức giới hạn tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải từ thiết bị sinh hoạt trên toa xe đướng sắt [2]: Tuyến đường sắt Bắc Nam có tổng chiều dài 1.730km, hiện là tuyến đường sắt có tốc độ lưu thông thấp nhất thế giới do chạy qua nhiều đô thị đông dân cư, qua nhiều đèo có khúc cua gấp, giao cắt với đường bộ nhiều, đường đơn, đặc biệt là khổ đường hẹp (1000 mm). Do tốc độ chạy tàu thấp nên thời gian hành khách lưu trên tàu lâu (30 giờ khi di chuyển từ Hà Nội tới Thành phố Hồ Chí Minh và ngược lại), các hoạt động của hành khách trên tàu sẽ phát sinh nhiều nhiều rác thải sinh hoạt, nước thải sinh hoạt gây ô nhiễm môi trường. Xuất phát từ thực tế đó, Viện đã triển khai nghiên cứu về hiện trạng chất lượng nước thải của toa xe xe đường sắt trên tuyến đường sắt Thống Nhất đồng thời đề xuất một số biện pháp nhằm cải thiện tình hình ô nhiễm môi trường. Kết quả nghiên cứu góp phần xây dựng quảng bá hình ảnh về ngành đường sắt phát triển bền vững và thân thiện với môi trường.

Nghiên cứu, đánh giá thực trạng phát thải của xe mô tô, xe gắn máy đang lưu hành tại Hà Nội và đề xuất một số giải pháp kiểm soát: Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2016, phát thải từ hoạt động GTVT là một trong những nguồn chính gây ô nhiễm không khí đô thị. Tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh xe mô tô, xe gắn máy chiếm đến 95% về số lượng phương tiện tham gia giao thông nên được đánh giá là nguồn phát thải chính trong tổng lượng phát thải của các loại xe cơ giới ở hai thành phố.Từ năm 2010, Chính phủ đã phê duyệt Đề án “Kiểm soát khí thải xe mô tô, xe gắn máy tham gia giao thông tại các tỉnh, thành phố” nhưng cho đến nay hầu hết các mục tiêu cơ bản của Đề án đều không đạt được.Một trong những nguyên nhân quan trọng khiến cho việc kiểm soát khí thải xe mô tô, xe gắn máy là người dân chưa thấy được lợi ích của chương trình và do đó chưa có sự đồng thuận.Để các cấp, các ngành có cơ sở trong việc đưa nội dung “Kiểm định khí thải” xe mô tô, xe gắn máy tham gia giao thông trong Luật Giao thông đường bộ sửa đổi cần có các nghiên cứu khoa học về mức phát thải, các tác động tích cực và tiêu cực nếu kiểm soát khí thải của loại hình phương tiện này. Xuất phát từ yêu cầu thực tế, Viện KH&CN GTVT và Hiệp hội xe máy Việt Nam đã hợp tác nghiên cứu các vấn đề nêu trên. Từ đó có đánh giá và đề xuất các giải pháp giảm thiểu.

Sử dụng vật liệu địa kỹ thuật xanh trong bảo vệ mái dốc: Việc áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý trượt lở đất tại Việt Nam – vốn không còn mới, điều cốt lõi là phải hiểu biết sâu sắc môi trường đất – đá để chọn giải pháp phù hợp, thân thiện môi trường và kinh tế nhất. Với đặc điểm địa hình 2/3 diện tích là đồi núi, lượng mưa lớn và tập trung vào mùa mưa (trên 2500mm/năm) Đài Loan và Việt Nam đều có điều kiện phát sinh trượt lở rất tương đồng. Viện đã phối hợp với Công ty ACE Geosynthetics Enterprise, Đài Loan để nghiên cứu ứng dụng hai công trình xử lý bảo vệ mái dốc tại công trình đường cao tốc Vân Đồn – Móng Cái chứng minh việc áp dụng các vật liệu địa kỹ thuật, chẳng hạn như ACEGrid®, ACEDrainTM, ACETex® và các sản phẩm liên quan đến địa kỹ thuật của ACE phù hợp với điều kiện Việt Nam. Công trình đầu tiên là ổn định mái dốc có độ dốc thẳng đứng bằng việc kết hợp gia cố sử dụng đất tại chỗ và lưới địa kỹ thuật ACEGrid® làm cốt ở phía trên và kết cấu bê tông phía dưới; công trình thứ hai là phục hồi mái dốc đồng thời mở rộng đường phía trên bằng cách sử dụng kết hợp ACEGrid® và ACEMatTM. Ứng dụng vật liệu địa kỹ thuật xanh xử lý mái dốc tại Km51+270-Km 51+520 cao tốc Hạ Long – Vân Đồn. Tất cả các phương pháp trên đều sử dụng vật liệu địa kỹ thuật, không chỉ giảm chi phí và thời gian xây dựng, mà còn có thể khôi phục cảnh quan tự nhiên và thân thiện với môi trường xung quanh

2.9. Thí nghiệm kiểm định

Trong thời gian qua, thí nghiệm, kiểm định của Viện là hoạt động mang tính truyền thống luôn đóng vai trò quan trọng trong công tác NCKH, chuyển giao vật liệu, công nghệ mới, đánh giá chất lượng công trình. Thông qua hoạt động thí nghiệm kiểm định, Viện đã chỉ rõ nguyên nhân hư hỏng các công trình, đề xuất những giải pháp góp phần nâng cao chất lượng các công trình GTVT.

Để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi của Bộ GTVT cũng như những vấn đề phát sinh từ thực tiến, Viện đã và đang triển khai nhiều giải pháp đồng bộ nhằm tăng cường năng lực thí nghiệm, kiểm định; tăng cường chất lượng công tác thí nghiệm, kiểm định nói riêng và công tác quản lý chất lượng nói chung; chủ động, tích cực đề xuất những nhiệm vụ KHCN và các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng công trình giao thông.

Tin tưởng rằng, dưới sự lãnh đạo, chỉ đạo sát sao của Bộ GTVT, hoạt động thí nghiệm, kiểm định của Viện sẽ ngày một phát triển; góp phần phát triển Viện bền vững, góp phần nâng cao chất lượng công trình giao thông vận tải.

3. ĐỊNH HƯỚNG HOẠT ĐỘNG KHCN GIAI ĐOẠN 2019-2020 CỦA VIỆN

Trong thời gian tới, Viện chủ động và tập trung giải quyết những vấn đề kỹ thuật, nghiên cứu giải mã những công nghệ trọng yếu phát sinh trong thực tế sản xuất của ngành GTVT trong cả năm lĩnh vực của ngành GTVT, đặc biệt chú trọng tới giải pháp tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, lĩnh vực ITS, đường sắt đô thị, cảng biển và hàng không. Tiếp tục nghiên cứu những công nghệ mới, thử nghiệm các loại vật liệu mới trong xây dựng, bảo trì, sửa chữa tăng cường kết cấu công trình giao thông phù hợp với từng vùng miền,...; biên soạn các tiêu chuẩn, qui chuẩn, xây dựng các qui trình, chỉ dẫn kỹ thuật phục vụ công tác quản lý chất lượng của ngành GTVT.

Tăng cường hợp tác trong nước và quốc tế để phát triển KHCN, gắn nội dung hợp tác với các nhiệm vụ chính trị của Viện. Chú trọng hợp tác với các đối tác có thương hiệu, kinh nghiệm, trình độ công nghệ cao để tiếp nhận, chuyển giao công nghệ và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, trong đó có các đối tác truyền thống như: Viện Quản lý đất đai và cơ sở hạ tầng Quốc gia Nhật Bản (NILIM), Viện Bê tông dự ứng lực Nhật Bản (JPCI), Tập đoàn Nippon Steel and Sumitomo Metal, Công ty SE, Công ty Azuma Safety, Hội trượt đất Nhật Bản (JLS), Viện nghiên cứu Giao Thông và Du Lịch Nhật Bản (JTTRI); các đối tác Hàn Quốc: Viện Công nghệ xây dựng Hàn Quốc (KICT), Viện Nghiên cứu đường sắt Hàn Quốc (Viện KRRI), Đại học Woosong, Công ty DASAN, Cơ quan Công nghệ hạ tầng tiên tiến, Hàn Quốc (KAIA); đối tác Trung Quốc: Công ty Cổ phần Cơ khí Liễu Châu OVM Trung Quốc (Công ty OVM) và một số đối tác khác như Công ty ACE Geosynthetics Inc, Đài Loan, Trung Quốc,…  Tiếp tục xây dựng và phát triển thương hiệu của Viện; hoàn thiện cơ sở dữ liệu để đề xuất tham gia các dự án mới nhất có hàm lượng KHCN cao.

Bổ sung cập nhật và xây dựng mới hệ thống qui chế đồng bộ; tăng cường đào tạo, bồi dưỡng và phát triển nguồn nhân lực. Đầu tư trang thiết bị công nghệ hiện đại, nhà xưởng, phòng thí nghiệm; nâng cao hiệu quả hoạt động KHCN của Viện, đáp ứng yêu cầu của thực tế sản xuất, mang lại hiệu quả rõ rệt, làm tròn nghĩa vụ với Nhà nước, nâng cao đời sống cho cán bộ và người lao động; tạo đà cho Viện phát triển bền vững trong tương lai.

4. KẾT  LUẬN

1) Các hoạt động KHCN của Viện trong năm 2019 đã đạt được các yêu cầu quản lý Nhà nước của Ngành GTVT đồng thời đáp ứng được các yêu cầu của thực tiễn trong xây dựng, quản lý, khai thác và bảo trì hạ tầng giao thông, góp phần nâng cao chất lượng các hoạt động của ngành GTVT.

2) Viện đã tổ chức thực hiện thành công nhiều nhiệm vụ KHCN quan trọng có hàm lượng KHCN cao, qua đó khẳng định Viện hoàn toàn đủ năng lực để hoàn thành tốt các nhiệm vụ Bộ GTVT giao, cũng như các yêu cầu của khách hàng trong và ngoài ngành GTVT.

3) Với năng lực và kinh nghiệm, Viện đã triển khai các dịch vụ TVGS, tư vấn kiểm định, cũng như đánh giá nguyên nhân hư hỏng cho nhiều dự án trọng điểm có hàm lượng KHCN cao. Kết quả hoạt động của Viện qua các dự án này được Bộ GTVT, Chủ đầu tư đánh giá cao.

4) Hoạt động hợp tác quốc tế của Viện đã đi vào chiều sâu, gắn với việc thực hiện các nhiệm vụ chính trị và đã mang lại hiệu quả thiết thực.

5) Với lợi thế của Viện về nguồn nhân lực KHCN, với hệ thống thiết bị thiết bị thí nghiệm hiện đại, với kinh nghiệm nhiều năm trong các lĩnh vực tư vấn, kiểm định... Viện đã chủ động đề xuất và thực hiện thành công nhiều nhiệm vụ KHCN có ý nghĩa khoa học, có tính thực tiễn cao đồng thời vận dụng được các kết quả nghiên cứu, các thành tựu  KHCN, các tiêu chuẩn tiên tiến để thực hiện có hiệu quả các Hợp đồng dịch vụ TVGS, thí nghiệm kiểm định các dự án xây dựng mà Viện đảm nhận.

6) Các hoạt động KHCN khác của Viện thông qua hội thảo, hội nghị khoa học....tạo cơ hội để các nhà khoa học trong và ngoài Viện gặp gỡ trao đổi, chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm, các nội dung hợp tác nghiên cứu, đào tạo và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực xây dựng, quản lý, khai thác và bảo trì kết cấu hạ tầng giao thông, vì sự hài lòng hơn của người dân và doanh nghiệp.

 TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

[1]. Nghị quyết số 13-NQ/TW ngày 16/01/2012 của Ban chấp hành Trung ương Đảng, Xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng bộ nhằm đưa nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020;

[2]. Các nhiệm vụ KHCN cấp Bộ GTVT năm 2018 do Viện KH&CN GTVT thực hiện,

[3]. Các nhiệm vụ KHCN cấp Bộ GTVT năm 2019 do Viện KH&CN GTVT thực hiện

[4]. Báo cáo tổng kết năm 2018, triển khai nhiệm vụ, kế hoạch năm 2019 của Viện KH&CN GTVT;

[5]. Nhiệm vụ KHCN cấp quốc gia năm 2018-2019 do Viện KH&CN GTVT thực hiện

Tác giả: admin

  Ý kiến bạn đọc

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

Thành viên
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây