Luận án nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng lún vệt bánh xe có xét đến đặc tính mỏi của bê tông nhựa chặt làm lớp mặt đường việt nam

1 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong những năm gầ n đây, hiê ̣n tươ ̣ng lún vệt bánh xe (LVBX) xuấ t hiê ̣n nhiề u ta ̣i các tuyế n quố c lô ̣, tuyến đường có qui mô giao thông lớn gây mấ t an toàn cho người tham gia giao thông cũng gây bức xúc dư luâ ̣n xã hô ̣i Các sở nghiên cứu, đào ta ̣o nước như: Viê ̣n Khoa ho ̣c và Công nghê ̣ GTVT, Trường đa ̣i ho ̣c Giao thông vâ ̣n tải các chuyên gia nước thời gian qua đã nỗ lực triể n khai các nghiên cứu, đề xuấ t các giải pháp để khắ c phu ̣c LVBX, nhiên cho đế n LVBX vẫn xuấ t hiê ̣n nhiều tuyến đường, chí sau đưa vào khai thác Mặt đường bê tông nhựa cần phải thiết kế cho khắc phục LVBX nứt mỏi tác động tải trọng xe nhiệt độ môi trường Nếu thiết kế hỗn hợp BTN thiên nâng khả kháng LVBX mặt đường BTN dễ có xu hướng bị nứt mỏi ngược lại Vì vâ ̣y, viê ̣c nghiên cứu tim ̀ hiể u bản chấ t, các nhân tố ảnh hưởng đế n LVBX, nứt mỏi và đề xuấ t giải pháp giảm thiể u LVBX có xem xét đến giảm thiểu nứt mỏi của mă ̣t đường bê tông nhựa Viê ̣t Nam là cầ n thiế t và mang tin ́ h thời sự Tính cầ n thiế t của luâ ̣n án Để đưa đươ ̣c các giải pháp khắ c phu ̣c LVBX có xem xét đến giảm thiểu nứt mỏi các tuyế n đường bô ̣ Viê ̣t Nam, việc nghiên cứu đă ̣c tiń h LVBX có xem xét đến đặc tính mỏi sở kết nghiên cứu thế giới, từ đó đánh giá đươ ̣c nguyên nhân gây hư hỏng LVBX giảm thiểu nứt mỏi xảy nhiề u đoa ̣n tuyế n Quố c lô ̣ nước ta hiê ̣n đề xuất giải pháp vừa giảm thiểu LVBX tăng độ bền mỏi cần thiết Quyết định số 858/QĐ–BGTVT ngày 26/3/2014 Bộ GTVT “Hướng dẫn áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế thi công mặt đường BTN nóng tuyến đường tơ có quy mơ giao thơng lớn” (QĐ 858/QĐ-BGTVT) [1] đươ ̣c áp du ̣ng phổ biế n ở nước ta QĐ 858/QĐ-BGTVT đã đưa quy đinh ̣ rõ về “cấ p phố i thô” (nhiề u đá dăm), “cấ p phố i min” ̣ (ít đá dăm) và áp du ̣ng “cấ p phố i thô” cho mặt đường bê tông nhựa (BTN) có quy mô giao thông lớn; quy đinh ̣ về thiế t kế cấ p phố i cố t liê ̣u theo đường cong chữ S nhằ m giảm thiể u LVBX Tuy nhiên không it́ nhà thầ u xây dựng la ̣m du ̣ng quy đinh ̣ này, sử du ̣ng cấ p phố i quá “thô” cho BTN dẫn đế n không ít đoa ̣n đường BTN có hiê ̣n tươ ̣ng phân bố cố t liê ̣u không đồ ng đề u, quá it́ nhựa đường, dẫn đế n mă ̣t đường dễ bi,̣ bong tróc, thấ m nước, nứt mỏi làm suy giảm tuổ i tho ̣ Vì vâ ̣y, viê ̣c nghiên cứu đánh giá mức đô ̣ thô của “cấ p phố i thô” cho BTN, qua đó khuyế n nghi ̣ “cấ p phố i thô” phù hơ ̣p ứng với loa ̣i cố t liê ̣u, loa ̣i nhựa đường là cầ n thiế t nhằ m đảm bảo lớp BTN vừa cải thiê ̣n LVBX, vừa cải thiê ̣n sức kháng mỏi để kéo dài tuổ i tho ̣ Để có sở đưa “cấ p phố i thô” phù hơ ̣p, cầ n thiế t phải thí nghiê ̣m LVBX kế t hơ ̣p với thí nghiê ̣m mỏi các tâ ̣p mẫu BTN với cấ p phố i cố t liê ̣u có mức đô ̣ “thô” khác để đưa khuyến nghị, đề xuất nhằm giảm thiể u hư hỏng LVBX nứt mỏi mă ̣t đường BTN nước ta Đố i tươ ̣ng và pha ̣m vi nghiên cứu Đố i tươ ̣ng nghiên cứu của luâ ̣n án là bê tông nhựa chă ̣t (BTNC) rải nóng Pha ̣m vi nghiên cứu của luâ ̣n án bao gồ m nghiên cứu đánh giá nguyên nhân gây LVBX của BTN mô ̣t số tuyế n đường có hư hỏng LVBX; nghiên cứu đề xuấ t “cấ p phố i thô” phù hơ ̣p cho BTN sử du ̣ng các loa ̣i nhựa đường khác nhằ m giảm thiể u LVBX nứt mỏi mă ̣t đường BTN Phương pháp nghiên cứu Luâ ̣n án sử du ̣ng phương pháp nghiên cứu lý thuyế t kế t hơ ̣p với nghiên cứu thực nghiê ̣m Nghiên cứu lý thuyế t dựa kế t quả nghiên cứu của thế giới và Viê ̣t Nam những năm gầ n liên quan đế n LVBX, nứt mỏi của BTN làm sở tìm các nguyên nhân gây LVBX nước ta; nghiên cứu phương pháp và lựa cho ̣n thiế t bi ̣thí nghiê ̣m LVBX, thí nghiê ̣m mỏi áp du ̣ng cho nghiên cứu thực nghiê ̣m Nghiên cứu thực nghiê ̣m đươ ̣c tiế n hành các tổ mẫu BTN (BTNC 12,5; BTNC 19 với các loa ̣i “cấ p phố i thô” khác nhau, các loa ̣i nhựa đường khác (nhựa đường 40/50, 60/70, PMBIII) qua quy hoa ̣ch thực nghiê ̣m, qua thí nghiê ̣m LVBX, thí nghiê ̣m mỏi với các tổ mẫu BTN để đưa khuyế n nghi ̣về “cấ p phố i thô” phù hơ ̣p cho BTN Nô ̣i dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan LVBX, nứt mỏi BTN và các nhân tố ảnh hưởng - Nghiên cứu phân tích, đánh giá nguyên nhân hư hỏng LVBX số tuyến đường Việt Nam qua kết khảo sát trường ta ̣i số dự án điển hình có hư hỏng LVBX - Nghiên cứu thực nghiệm phòng để đánh giá mức đô ̣ “thô” của cấ p phố i cố t liê ̣u ảnh hưởng đế n LVBX, có xem xét đế n đô ̣ bề n mỏi cho BTNC 12,5, BTNC 19 sử du ̣ng nhựa đường 40/50, 60/70, PMB III - Nghiên cứu đề xuấ t mô ̣t số nô ̣i dung cầ n thiế t cho BTN để cải thiê ̣n khả kháng LVBX, kháng mỏi của BTN Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu - Kết quả nghiên cứu lý thuyế t về LVBX, nứt mỏi của BTN; các nhân tố ảnh hưởng đế n LVBX, nứt mỏi; các giải pháp giảm thiể u LVBX, nứt mỏi sở tổ ng kế t các kế t quả nghiên cứu của thế giới những năm gầ n là tài liê ̣u tham khảo cho các kỹ sư đường bô ̣, nâng cao kiế n thức áp du ̣ng thực tiễn nhằ m giảm thiể u hư hỏng LVBX - Kế t quả nghiên cứu thực nghiê ̣m đưa khuyế n nghi về ̣ mức độ thô cấp phối cốt liệu phù hơ ̣p cho BTN sử du ̣ng các loa ̣i nhựa đường khác (nhựa đường 40/50; nhựa đường 60/70; nhựa đường polime) ta ̣o điề u kiê ̣n cho các nhà thầ u xây dựng đường viê ̣c lựa cho ̣n cấ p phố i phù hợp cho BTN nhằm ̣n chế cả LVBX cũng nứt mỏi - Những đề xuất đề tài độ bền mỏi thử nghiệm phòng với BTNC 12,5 sử dụng nhựa đường 60/70; điều chỉnh qui định chiều sâu LVBX BTNC 12, BTNC 19 thiết kế theo hướng dẫn QĐ 858/QĐ-BGTVT; lựa cho ̣n mức đô ̣ “thô” của “cấ p phố i thô” với loa ̣i nhựa đường khác (40/50; 60/70 và PMB III) đóng góp cho chuyên ngành sở thiết kế hỗn hợp BTNC nâng cao chất lượng xây dựng mặt đường BTNC nhằm giảm thiểu LVBX nứt mỏi Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu phần kết luận, luận án bao gồm chương sau: - Chương 1: Tổng quan lún vệt bánh xe mỏi bê tông nhựa chặt - Chương 2: Phân tích nguyên nhân hư hỏng lún vệt bánh xe qua kết khảo sát trường - Chương Nghiên cứu thưc nghiệm lún vệt bánh xe mỏi bê tông nhựa chặt điển hình - Chương Đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu lún vệt bánh xe tăng độ bền mỏi bê tông nhựa chặt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LÚN VỆT BÁNH XE VÀ MỎI CỦA BÊ TÔNG NHỰA CHẶT 1.1 Sư ̣ cầ n thiế t nghiên cứu lún vêṭ bánh xe và nứt mỏi của bê tông ̣a Mă ̣t đường bê tông nhựa đươ ̣c áp du ̣ng rô ̣ng raĩ thế giới cũng ở Viê ̣t Nam Để chiụ đươ ̣c tác đô ̣ng của tải tro ̣ng xe và các yế u tố môi trường quá trình khai thác, mă ̣t đường bê tông nhựa phải đươ ̣c thiế t kế , thi công cho có đủ cường ̣, độ ổn định ś t thời gian phu ̣c vu ̣ Các da ̣ng hư hỏng mă ̣t đường bê tông nhựa điể n hin ̀ h phát sinh quá triǹ h khai thác làm ảnh hưởng đế n công của mă ̣t đường đươ ̣c thế giới tổ ng kế t bao gồm: lún vê ̣t bánh xe (LVBX); nứt mỏi; nứt nhiê ̣t Do điề u kiê ̣n khí hâ ̣u Viê ̣t Nam, nhiê ̣t đô ̣ không khí không quá thấ p vào mùa la ̣nh nên hư hỏng đă ̣c thù của mă ̣t đường bê tông nhựa Viê ̣t Nam chủ yế u là lún vê ̣t bánh xe (LVBX) nứt mỏi Do bê tông nhựa chă ̣t (BTNC) đươ ̣c áp du ̣ng phổ biế n hiê ̣n ta ̣i Viê ̣t Nam nên luâ ̣n án chỉ tâ ̣p trung nghiên cứu về loa ̣i bê tông nhựa này Thuâ ̣t ngữ bê tông nhựa (viế t tắ t là BTN) luâ ̣n án cũng tương đồ ng với thuâ ̣t ngữ bê tông nhựa chă ̣t (viế t tắ t là BTNC) 1.2 Lún vêṭ bánh xe 1.2.1 Khái niê ̣m về lún vệt bánh xe Lún vê ̣t bánh xe (rutting) tượng bề mặt mă ̣t cắ t ngang mă ̣t đường BTN khơng cịn giữ ngun hình dạng thiết kế ban đầu, mă ̣t đường bị lún xuống vi ̣ trí vệt bánh xe, và hình thành các vê ̣t lún theo chiề u ̣c của đường (Hình 1-1) Hình 1-1: Hư hỏng LVBX điển hình mă ̣t đường BTN dự án Đại lộ Đông Tây LVBX tượng tích lũy biến dạng khơng hồi phục lớp BTN mặt đường ảnh hưởng của phương tiê ̣n xe lưu thông và nhiê ̣t ̣ mơi trường gây quá trình khai thác LVBX là da ̣ng hư hỏng điể n hiǹ h của biến dạng vĩnh cửu (thuật ngữ tiếng Anh go ̣i là Permanent Deformation) Trong nhiề u trường hơ ̣p, thuâ ̣t ngữ LVBX cũng đồ ng nhấ t với thuâ ̣t ngữ biế n da ̣ng viñ h cửu [26] LVBX là tổ hơ ̣p của các nguyên nhân: Do dòng xe lưu thông (lưu lươ ̣ng xe, tải tro ̣ng xe); chấ t lươ ̣ng các lớp kế t cấ u áo đường (BTN mă ̣t đường, móng đường, nề n đường); điề u kiê ̣n khí hâ ̣u (nhiê ̣t đô ̣, đô ̣ ẩ m) [26] 1.2.2 Các da ̣ng lún vệt bánh xe Có dạng LVBX phổ biến là: LVBX BTN bi ̣ chảy dẻo (Instability Rutting Plastic Flow); LVBX kết cấu (Structural Rutting); LVBX ta ̣i lớp mặt BTN (Surface/Wear Rutting) [27] Ứng với mỗi da ̣ng LVBX có các nguyên nhân đă ̣c thù đươ ̣c phân tích dưới 1.2.2.1 Lún vệt bánh xe BTN bi ̣ chảy dẻo - Instability Rutting (Plastic Flow) LVBX BTN bi ̣chảy dẻo là hư hỏng chủ yế u của mă ̣t đường BTN và đươ ̣c thế giới tâ ̣p trung nghiên cứu nhằ m đưa các giải pháp khắ c phu ̣c LVBX BTN bi ̣chảy dẻo có đă ̣c thù sau: biế n da ̣ng (lún) xuấ t hiê ̣n ta ̣i vê ̣t bánh xe phạm vi he ̣p, hình thành mơ dồn (trờ i) BTN dọc bên vệt bánh xe Điể n hin ̀ h của LVBX chảy dẻo BTN đươ ̣c thể hiê ̣n ta ̣i Hình 1-2 Mặt cắt ngang ban đầu Lớp bê tông nhựa yếu Nền đường lớp phía Phần mặt bị cắt trượt Hình 1-2: Lún vệt bánh xe chảy dẻo lớp bê tông nhựa [27] Nguyên nhân gây LVBX là BTN bi ̣chảy dẻo, BTN “yế u”, không đủ cường độ kháng cắt để chố ng la ̣i ứng suấ t cắ t tải tro ̣ng bánh xe gây lớp BTN Khi đó, lớp BTN xuấ t hiê ̣n mă ̣t cắ t phá hoa ̣i cắ t (Hình 1-3), dẫn đế n lớp BTN bi ̣ LVBX [28] Mặt cắt Trước có tải Sau có tải Hình 1-3: Cơ chế hình thành LVBX lớp BTN [28] Cường đô ̣ kháng cắ t  của BTN đươ ̣c biể u thi ̣ qua phương trình Mohr – Coulomb, đươ ̣c xác định theo công thức (1.1) [28] : τ = C + σ tg (1.1) Trong đó:  : cường độ kháng cắt BTN; C : lực dính BTN;  : ứng suất pháp tuyến tải tro ̣ng xe gây ra;  : góc nội ma sát BTN Cường ̣ kháng cắ t của BTN phu ̣ th ̣c lực dính C, góc nội ma sát φ và ứng suất pháp tuyến tải tro ̣ng xe gây , đó: - Lực dính C: phu ̣ thuô ̣c chủ yế u vào đă ̣c tính của nhựa đường, đă ̣c tiń h của vữa nhựa (hỗn hơ ̣p nhựa đường - ̣t khoáng min) ̣ BTN - Góc nô ̣i ma sát φ: phu ̣ thuô ̣c chủ yế u vào đă ̣c tính của cố t liê ̣u (đá dăm, cát) BTN - Ứng suấ t : chủ yế u phu ̣ thuô ̣c vào tải tro ̣ng xe, tố c đô ̣ lưu thông của dòng xe Những phân tích liên quan đế n ảnh hưởng của C, φ,  đế n cường đô ̣ kháng cắ t của BTN đươ ̣c chi tiế t ta ̣i mu ̣c 1.4 LVBX BTN bi ̣ chảy dẻo thường xảy hỗn hơ ̣p BTN mă ̣t đường không đảm bảo chấ t lươ ̣ng; hoă ̣c hỗn BTN đươ ̣c thiế t kế không chiụ đươ ̣c tải tro ̣ng xe nă ̣ng, lưu lươ ̣ng xe lớn lưu thông; hoă ̣c hỗn BTN đươ ̣c thiế t kế không phù hơ ̣p với các đoa ̣n đường có tố c đô ̣ xe lưu thông ̣n chế (đoa ̣n đường xe chạy chậm, dừng đỗ, ùn tắ c) LVBX BTN bi ̣ chảy dẻo thường xuấ t hiê ̣n vào mùa nóng nhiê ̣t đô ̣ mă ̣t đường cao, và thường xuấ t hiê ̣n sớm sau mô ̣t vài tháng thông xe hoă ̣c sau mô ̣t hai năm đưa đường vào khai thác Những kế t quả nghiên cứu thế giới chỉ rằ ng, LVBX BTN bi ̣ chảy dẻo chủ yếu xảy lớp BTN với chiề u sâu khoảng 10 cm tính từ bề mặt đường Các kết nghiên cứu khảo sát Việt Nam cho kết luận tương tự [2] , vì khoảng chiều dày này, cần thiết kế lớp BTN phù hơ ̣p để khắ c phu ̣c LVBX BTN bi chảy dẻo ̣ 1.2.2.2 Lún vệt bánh xe kết cấu - Structural Rutting LVBX kết cấu có đă ̣c thù sau: biế n da ̣ng (lún) xuấ t hiê ̣n ta ̣i vê ̣t bánh xe phạm vi rộng không hình thành mô dồn (trồ i) BTN ̣c theo vê ̣t bánh xe Điể n hin ̀ h của LVBX kế t cấ u đươ ̣c thể hiê ̣n ta ̣i Hình 1-4 Mặt cắt ngang ban đầu Lớp bê tông nhựa Nền đường lớp phía Biến dạng đường Hình 1-4: Lún vệt bánh xe kết cấu [27] Nguyên nhân gây LVBX kế t cấ u là tić h lũy biế n da ̣ng tải tro ̣ng lă ̣p gây nề n đường (hoă ̣c lớp móng dưới, móng trên) quá triǹ h khai thác Vì vâ ̣y, LVBX kế t cấ u thường đươ ̣c xem là vấ n đề về kế t cấ u chứ không phải vấ n đề về vâ ̣t liê ̣u, chủ yế u là kế t cấ u áo đường không đủ cường đô ̣ hoă ̣c không đủ chiề u dày kế t cấ u để chịu ứng suấ t tải tro ̣ng lă ̣p gây Do lớp phía biến dạng dẫn đến lớp BTN biến dạng theo [27] Mă ̣c dù các lớp BTN mă ̣t đường có cường đô ̣ lớn sẽ làm giảm mô ̣t phầ n khả LVBX này, nhiên dưới tác đô ̣ng của tải tro ̣ng lă ̣p hoă ̣c tác đô ̣ng bấ t lơ ̣i của đô ̣ ẩ m môi trường, lớp mă ̣t đường BTN theo thời gian cũng bi sự ̣ suy giảm cường đô ̣ kháng cắ t nên cũng là mô ̣t những nguyên nhân gây LVBX kế t cấ u Nế u các lớp vâ ̣t liê ̣u BTN, móng, nề n có chấ t lươ ̣ng tố t, phù hơ ̣p với lươ ̣ng giao thông dự báo thiế t kế kế t cấ u mặt đường thì LVBX kế t cấ u vẫn có thể xảy đã phân tích trên, nhiên chủ yế u xuấ t hiê ̣n ta ̣i cuố i thời kỳ khai thác, phù hơ ̣p với quy luâ ̣t dự báo LVBX Nế u khơng kiể m sốt tốt xe quá tải lưu thông, LVBX kế t cấ u sẽ xảy sớm so với dự báo 1.2.2.3 Lún vệt bánh xe lớp mặt BTN- Surface/Wear Rutting LVBX lớp mă ̣t BTN có đă ̣c thù sau: biế n da ̣ng (lún) xuấ t hiê ̣n ta ̣i vê ̣t bánh xe phạm vi he ̣p, không hình thành mô dồn (trồ i) BTN ̣c theo vê ̣ bánh xe Điể n hình của LVBX ta ̣i lớp mặt BTN đươ ̣c thể hiê ̣n ta ̣i Hình 1-5 Nguyên nhân gây LVBX lớp mă ̣t BTN là khiế m khuyế t thi công, lớp BTN không đủ độ chặt (đô ̣ rỗng BTN lớn) Dưới tác đô ̣ng của tải tro ̣ng xe trùng phu ̣c, mă ̣t đường ta ̣i vi ̣trí vê ̣t bánh xe tiế p tu ̣c đươ ̣c đầ m nén (đầ m nén thứ cấ p) dẫn đến lún chỗ vệt bánh xe trùng phục [27] LVBX lớp mă ̣t BTN còn nguyên nhâ ̣n cấp phối cốt liệu không hợp lý; cố t liê ̣u có đô ̣ ẩ m cao, nhiều bụi sét; thi công lớp BTN vào mùa lạnh, bị nguội nhanh nên không đảm bảo nhiệt độ đầm nén dẫn đến độ chặt không đủ LVBX lớp mă ̣t BTN thường xảy sau mô ̣t số năm khai thác, những đoa ̣n đường xe lưu thông theo đúng làn đường quy đinh ̣ Mặt cắt ngang ban đầu Nén chặt bê tông nhựa phạm vi vệt bánh xe Nền đường lớp phía Đầm nén chưa đủ độ chặt Hình 1-5: Lún vệt bánh xe lớp mặt bê tông nhựa [27] 1.2.3 Các phương pháp thí nghiệm lún vệt bánh xe Có nhiề u phương pháp thí nghiê ̣m LVBX cho BTN đươ ̣c nghiên cứu áp du ̣ng thế giới Có thể phân loa ̣i các phương pháp thí nghiê ̣m này theo các nhóm sau: - Nhóm 1: xác đinh ̣ trực tiế p chiề u sâu LVBX mă ̣t đường BTN hoă ̣c mẫu BTN dưới tác đô ̣ng của tải tro ̣ng lă ̣p của bánh xe thí nghiê ̣m và nhiê ̣t đô ̣ của mẫu Điể n hình là các phương pháp thí nghiê ̣m xác đinh: ̣ LVBX loa ̣i lớn (full scale) là Accelerated Load Testing (ALT); LVBX loa ̣i nhỏ (small scale) bao gồ m, Hamburg Wheel-Tracking (HWTD); French Pavement Rutting (FRT) và Asphalt Pavement Analyzer (APA) - Nhóm 2: xác đinh ̣ LVBX (biế n da ̣ng viñ h cửu) thông qua xác đinh ̣ sức kháng cắ t trươ ̣t của mẫu BTN Điể n hình các phương pháp thí nghiê ̣m: của Superpave (My)̃ ; của trường đa ̣i ho ̣c Nottingham (vương quố c Anh); của CHLB Nga Dưới phân tích các phương pháp thí nghiê ̣m này, tóm tắ t các ưu, nhươ ̣c điể m và pha ̣m vi áp du ̣ng của nó 1.2.3.1 Các phương pháp thí nghiê ̣m theo Nhóm (1) Accelerated Load Testing (ALT) : Tháng 10/2000, châu Âu thiết lập chương trình COST 347 nhằm mục đích phát triển tiêu chuẩn châu Âu để thiết kế đánh giá kết cấu mặt đường, sử dụng thiết bị thí nghiệm gia tốc tải trọng (Accelerated Load Testing - ALT) (thường đươ ̣c go ̣i là thí nghiê ̣m LVBX loa ̣i lớn- full scale) nhằ m áp du ̣ng cho 18 nước thành viên châu Âu [29] Thiết bị dùng để đánh giá ảnh hưởng của vật liệu lớp kết cấu mặt đường, có xác đinh ̣ LVBX với điều kiện mô sát với điều kiện mặt đường thực tế : tải trọng, tốc độ xe chạy, nhiệt độ,… Để tiến hành thí nghiệm, cần xây dựng đoạn đường với kết cấu giống ngồi trường, sau đưa thiết bị ALT cho chạy (gia tố c) đoạn đường với thơng số, tải trọng, tốc độ,…được cài đặt phù hơ ̣p với thực tế (Hình 1-6) Sau khoảng thời gian thí nghiệm định, thơng số đo phân tích đánh giá Thiết bị ALT Hà Lan Thiết bị ALT Anh Quốc Hình 1-6: Thiết bị ALT để đánh giá LVBX tiêu cường đô ̣ mặt đường [29] Đánh giá: Mă ̣c dù phương pháp này có nhiề u ưu điể m, xác đinh ̣ đươ ̣c LVBX phù hơ ̣p với điề u kiê ̣n thực tế (mô phỏng), nhiên do thiế t bi ̣đắ t tiề n, viê ̣c xây dựng phòng thí nghiê ̣m cầ n nhiề u kinh phi,́ với ̣ thố ng đo ứng suấ t, chuyể n vi ca ̣ ́ c lớp kế t cấ u rấ t phức ta ̣p nên it́ đươ ̣c sử du ̣ng rô ̣ng raĩ nước phát triển (2) Hamburg Wheel-Tracking (HWTD) : Phương pháp Hamburg Wheel-Tracking nghiên cứu phát triển đầ u tiên nước Đức, sau đó đươ ̣c áp du ̣ng khá phổ biế n ta ̣i châu Âu, ta ̣i nhiề u bang nước Mỹ và nhiề u nước châu Á Dưới tác du ̣ng của tải tro ̣ng lă ̣p của bánh xe thép với số lầ n gia tải quy đinh, ̣ mẫu BTN bi ̣ LVBX, thông qua giá tri ̣ chiề u sâu LVBX để đánh giá khả kháng LVBX của mẫu BTN Có phương pháp dưỡng hộ mẫu thí nghiê ̣m, mẫu đươ ̣c trì nhiê ̣t đô ̣ môi trường không khí và môi trường nước Khi thí nghiê ̣m LVBX môi trường nước, kế t quả thí nghiê ̣m đánh giá đươ ̣c ảnh hưởng liên hợp của tải tro ̣ng gây LVBX và tác 10 đô ̣ng bấ t lơ ̣i nước (ẩm) gây thông qua điểm bong màng nhựa (stripping point) (AASHTO T324) [30] (Hình 1-7) Các thơng sớ kỹ th ̣t điể n hin ̀ h của thí nghiê ̣m này sau : - Mẫu BTN thí nghiệm : mẫu tru ̣ có đường kính 150 mm (dầy 62 mm) gia cơng ghép lại thành hình số 8; mẫu BTN đươ ̣c đầm nén có kích thước theo qui định; - Tải trọng bánh xe: 705 N; đường kính bánh xe: 204 mm; chiề u dày: 47 mm; - Độ rỗng dư mẫu BTN: ± % ; - Nhiệt độ thí nghiệm: mơi trường nước, 50 0C; môi trường không khi,́ 60 0C Hình 1-7: Một dạng thiết bị Hamburg Wheel-Tracking điể n hin ̀ h Viện KH&CN GTVT Tại Mỹ, thí nghiê ̣m Hamburg Wheel-Tracking thường áp du ̣ng với mẫu ngâm nước ta ̣i nhiê ̣t đô ̣ 50 0C Bang Texas Colorado đưa tiêu chuẩ n LVBX cho BTN ứng với mác nhựa đường phân theo cấ p đă ̣c tin ́ h PG (Bảng 1-1) [31] và đươ ̣c nhiề u bang nước Mỹ áp du ̣ng Tuy nhiên theo [31] , khuyế n nghi ̣mỗi nước có thể nghiên cứu để điề u chỉnh quy đinh ̣ này cho phù hơ ̣p Bảng 1-1: Giới ̣n độ sâu LVBX theo phương pháp Hamburg Wheel-Tracking [31] Mác nhựa đường PG Số lầ n tác dụng tải bánh xe thí nghiê ̣m đa ̣t đươ ̣c LVBX 12, mm PG 64 hoă ̣c thấ p 10.000 PG 70 15.000 PG 76 hoă ̣c cao 20.000 Tại châu Âu, thí nghiê ̣m Hamburg Wheel-Tracking thường áp du ̣ng với mẫu môi trường không khí, ta ̣i nhiê ̣t đô ̣ 600C Khác với quy đinh ̣ của Mỹ (Bảng 1-1), tiêu chuẩ n châu Âu (EN 13108-4) [32] không quy đinh ̣ “cứng” về giới ̣n đô ̣ sâu LVBX mà đưa các cấ p (ngưỡng) đô ̣ sâu LVBX (nhỏ hoă ̣c bằ ng mm, mm, mm, mm, 11 mm, 13 mm, 16 114 t t t t v t Hình 4-4: Mơ hình tính tốn lớp kết cấu mặt đường mềm [55] - Mô đun đàn hồi MR BTN thường xác định theo thí nghiệm uốn dầm điểm ASTM D7460 – 10 [41] phụ thuộc vào loại nhựa đường (bitum), nhiệt độ thiết kế phụ thuộc vào loại cấp phối cốt liệu Theo kế t quả nghiên cứu của Ấn Đô ̣ [55] , [56] giá trị mô đun đàn hồi MR tương ứng với loại nhựa đường nhiệt độ thiết kế kết cấu mặt đường mềm đươ ̣c đưa ta ̣i Bảng 4-3 Bảng 4-3: Mô đun đàn hồi hỗn hợp bê tông nhựa, MPa [55] , [56] Loại hỗn hợp Nhiệt độ, 0C 20 25 30 35 40 BTN đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa đường VG 10 (tương đương nhựa 80/100) 2300 2000 1450 1000 800 BTN đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa đường VG 30 (tương đương nhựa 50/70) 3500 3000 2500 1700 1250 BTN đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa đường VG 40 (tương đương nhựa 40/60) 6000 5000 4000 3000 2000 BTN đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa cải thiện 5700 3800 2400 1650 1300 Đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa VG 10 500 MPa 35 0C Đá dăm trộn nhựa chặt sử dụng nhựa VG 30 700 MPa 35 0C - Độ rỗng dư Va thể tích nhựa Vb: Theo kết nghiên cứu bang California (Mỹ) [43] độ rỗng dư, hàm lượng nhựa mơ đun đàn hồi có ảnh hưởng nhiều tới tuồi thọ mỏi 115 BTN Với hỗn hợp BTN, tăng độ rỗng dư lên 1%, tuổi thọ mỏi BTN giảm xuống 30% Biến dạng kéo lớp BTN Trong hướng dẫn thiết kế mặt đường mềm Ấn Độ [55] ảnh hưởng đáng kể độ rỗng dư, hàm lượng nhựa mô đun đàn hồi với tuổi thọ mỏi BTN Với BTN có mơ đun đàn hồi MR = 3000 MPa, giảm Va từ 5% xuống 3%, tăng Vb từ 10% đến 13%, tuổi thọ mỏi biến dạng kéo t = 200 x 10-4 tăng từ x 107 đến x 107 (Hình 4-5) Tuổi thọ mỏi Hình 4-5: Ảnh hưởng độ rỗng dư thể tích nhựa tới tuổi thọ mỏi BTN [55] Qua phân tích nêu theo hướng dẫn thiết kế mặt đường mềm Ấn Độ [55] tuổi thọ mỏi BTN phụ thuộc nhiều vào mơ đun đàn hồi, thiết kế kết cấu mặt đường với loại BTN mềm (mô đun đàn hồi thấp hơn) có xu hướng chịu mỏi cao Tuy nhiên thiết kế kết cấu mặt đường, cần phải thiết kế lớp BTN có mơ đun đàn hồi thấp dày so với BTN có mô đun đàn hồi lớn Để xác định yếu tố phù hợp với điều kiện cụ thể, cần thiết phải thực đồng thời thiết kế hỗn hợp BTN với thiết kế kết cấu mặt đường Kế t quả thí nghiệm mỏi theo phương pháp uốn dầm điểm (ASTM D7460 – 10) đươ ̣c sử du ̣ng để đánh giá chất lượng vật liệu BTN khả chịu mỏi Qua phân tích nêu lựa chọn phương pháp dự báo tuổi thọ mỏi thực tế theo hướng dẫn thiết kế mặt đường mềm Ấn Độ [55] để tính tốn đánh giá 4.3.2 Đánh giá tuổi thọ mỏi thực tế qua kết thí nghiệm mỏi phịng Để đánh giá tuổi thọ mỏi thực tế BTN, sử du ̣ng kết thí nghiệm mỏi phịng, kế t hơ ̣p với tính tốn tuổi thọ mỏi để xác định giá trị giới hạn độ bền mỏi cho phù hợp với điều kiện thực tế 116 Trên sở công thức (4.1) tính tốn thuổi thọ mỏi thực tế Nf mặt đường BTN cho loại BTNC 12,5 (dùng cho lớp trên) với nhựa đường 60/70 40/50 (Bảng 4-4) độ rỗng dư thiết kế giá trị MR xác định thí nghiệm độ bền mỏi Bảng 4-4: Tính tốn tuổi thọ mỏi thực tế Nf BTNC 12,5 Loại BTNC 12,5 C M Va (%) Vb (%) t (10-6 mm) MR (MPa) Nf (số lần trục xe tiêu chuẩn 80 kN) Đá bazan, nhựa 60/70 Ít thô 2,04539 0.31078 0.0405 0.12427 0.0004 2800 1984371 Thô vừa 1,82453 0.26115 0.0411 0.11942 0.0004 3100 1622737 Rất thô 1,61467 0.20808 0.0415 0.11393 0.0004 3350 1344056 Đá bazan, nhựa 40/50 Ít thô 2,04420 0,31052 0,041 0,12577 0,0004 4700 1274304 Thô vừa 1,96010 0,29228 0,0415 0,12476 0,0004 5050 1149182 Rất thô 1,90158 0,27911 0,041 0,12148 0,0004 5350 1061258 Đá vôi, nhựa 60/70 Ít thơ 1,87462 0,27291 0,039 0,11478 0,0004 2600 1937519 Thô vừa 1,67647 0,22440 0,0402 0,11228 0,0004 2900 1578445 Rất thô 1,41371 0,15036 0,0407 0,10521 0,0004 3215 1218845 Đá vôi, nhựa 40/50 Ít thơ 1,83893 0,26457 0,0399 0,11636 0,0004 4500 1189714 Thô vừa 1,70640 0,23208 0,0406 0,11433 0,0004 4930 1021200 Rất thô 1,44039 0,15848 0,0413 0,10766 0,0004 5170 827710 Trên sở kết thí nghiệm độ bền mỏi phòng Bảng 3-13, Bảng 3-14 tuổi thọ mỏi thực tế Bảng 4-4, lập tương quan Hình 4-6, Hình 4-7 117 Quan hệ độ bền mỏi phòng tuổi thọ mỏi thực tế BTNC 12,5 đá Bazan Tuổi thọ mỏi thực tế Nf (trục xe 80kN) 2500000 y = 25.742x + 707005 R² = 0.962 2000000 y = 12.784x + 937712 R² = 0.9527 1500000 Linear (Nhựa 60/70) Linear (Nhựa 40/50) 1000000 500000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Độ bền mỏi phịng (chu kỳ) Hình 4-6: Quan hệ độ bền mỏi phòng tuổi thọ mỏi thực tế BTNC 12,5đá bazan Quan hệ độ bền mỏi phòng tuổi thọ mỏi thực tế BTNC 12,5 đá Vôi Tuổi thọ mỏi thực tế Nf (trục xe 80kN) 2500000 y = 52.455x + 929843 R² = 0.9451 2000000 1500000 Linear (Nhựa 60/70) Linear (Nhựa 40/50) 1000000 y = 42.063x + 795113 R² = 0.7657 500000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Độ bền mỏi phòng (chu kỳ) Hình 4-7: Quan hệ độ bền mỏi phòng tuổi thọ mỏi thực tế BTNC 12,5đá vơi Nhận xét: - Có thể dự báo tuổi thọ mỏi thực tế Nf BTNC12,5 (tại độ rỗng dư thiết kế, mức biến dạng 400 ) từ độ bền mỏi phịng Nl qua cơng thức sau: (1) Với đá bazan: + Nhựa đường 60/70: Nf = 25,742* Nl + 707005 (R2 = 0,962) (4.3) + Nhựa đường 40/50: Nf = 12,784* Nl + 937712 (R2 = 0,9527) (4.4) Nf = 52,455* Nl + 929843 (R2 = 0,9451) (4.5) (2) Đá vôi: + Nhựa đường 60/70: 118 + Nhựa đường 40/50: Nf = 42,063* Nl + 795113 (R2 = 0,7657) (4.6) Trong đó: Nf tuổi thọ mỏi mặt đường BTN ứng với số lần tác dụng tải trọng trùng phục tiêu chuẩn 80 kN (8,2 tấn); Nl độ bền mỏi phòng BTN (chu kỳ) - Theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 [3] tính tốn số trục xe tiêu chuẩn tích lũy (10 t) thời hạn thiết kế Ne theo công thức sau: [(1  q) t  1] Ne  365.N t q(1  q) t 1 (4.7) Trong đó: Nt số trục dự báo năm cuối thời hạn thiết kế Nt (trục xe/ngày đêm); q tỷ lệ tăng trưởng lượng giao thơng trung bình năm (%); t thời hạn thiết kế (năm) Tính tốn với dự án Quốc lộ điển hình (đường cấp III đồng bằng) với thông số sau: + Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc = 165 MPa, tra Bảng 3.4 [3] xác định Nt = 284 (trục xe/ngày đêm/làn); + q = 8%; + t = năm Thay giá trị vào công thức (4.7), xác định Ne = 582.868 (trục xe 10 tấn) Qui đổi trục xe 8,2 tấn, xác định Ne = 1.395.690 (trục xe 8,2 tấn) - Từ công thức (4.3), (4.5) gán giá trị Nf giá trị Ne để xác định giá độ bền mỏi phòng BTNC 12,5 (Nl) sử dụng nhựa đường 60/70 (xem xét với loại nhựa sử dụng phổ biến Việt Nam) tối thiểu phải đạt sau: (1) Đá bazan: Nl ≥ 26.753 (chu kỳ), làm tròn Nl ≥ 26.760 (chu kỳ); (2) Đá vơi: Nl ≥ 8881 (chu kỳ), làm trịn Nl ≥ 8890 (chu kỳ); 4.3.3 Đề xuất lựa chọn độ bền mỏi phòng BTNC 12,5 sử dụng nhựa đường 60/70 (1) Từ phân tích, đánh giá nêu trên, đề xuất giá trị độ bền mỏi phòng (Nl) BTNC 12,5 sử dụng nhựa đường 60/70 thí nghiệm theo thơng số nêu tham khảo yêu cầu sau: - Đá bazan: Nl ≥ 26.760 (chu kỳ); - Đá vôi: Nl ≥ 8890 (chu kỳ); (2) Độ bền mỏi BTN phụ thuộc nhiều vào độ rỗng dư, hàm lượng nhựa, loại nhựa đường mơ đun đàn hồi hỗn hợp Vì thiết kế hỗn hợp BTN cần xem xét tới yếu tố để điều chỉnh lựa chọn BTN cho phù hợp: 119 - Giảm độ rỗng dư làm tăng khả chịu mỏi; - Tăng hàm lượng nhựa (thể tích nhựa) làm tăng khả chịu mỏi; - Khi sử dụng loại nhựa đường cứng hơn, cần xem xét điều chỉnh cấp phối thơ hơn, tăng hàm lượng nhựa, giảm độ rỗng dư 4.4 Kết luận chương (1) Tương quan tiêu LVBX độ bền mỏi: Đối với BTNC thô, thiết kế hỗn hợp BTN, cần thiết phải lựa chọn cấp phối, loại nhựa cho phù hợp để đảm bảo đồng thời thỏa mãn điều kiện giới hạn độ sâu LVBX độ bền mỏi Có thể tham khảo tương quan tiêu LVBX độ bền mỏi BTN sử dụng nhựa đường 60/70 theo công thức (3.5), (3.6), (3.7) (3.8) để lựa chọn BTNC 12,5 BTNC 19 cho phù hợp (2) Về nhựa đường 40/50: Nhựa đường 40/50 thić h hơ ̣p làm BTNC tuyến đường có qui mơ giao thơng lớn với mục đích giảm thiểu LVBX, nhiên cần cân nhắc lựa chọn “cấp phối thô” thiết kế đảm bảo đồng thời điều kiện giới hạn độ sâu LVBX độ bền mỏi Trong trường hợp cụ thể, lựa chọn cấp phối phù hợp điều chỉnh hàm lượng nhựa, độ rỗng dư nhằm đảm bảo khả kháng mỏi hỗn hợp BTN (3) Về lựa cho ̣n cấ p phố i cho BTN: BTNC làm mă ̣t đường phải thiế t kế và xây dựng cho thỏa mañ đồ ng thời cả chức năng: tăng khả kháng LVBX, tăng khả kháng mỏi Cầ n thiế t kế cấ p phố i hỗn hơ ̣p cố t liê ̣u cho BTN cho thỏa mañ cả chức này Căn cứ vào nguồ n cố t liê ̣u áp du ̣ng cho từng Dự án, cầ n thiế t kế với loa ̣i cấ p phớ i (ít thơ, thơ vừa, thô) để lựa cho ̣n cấ p phố i thiế t kế phù hơ ̣p nhấ t thỏa mañ chức nêu (4) Để kết cấu mặt đường đảm bảo đồng thời khả kháng LVBX kháng mỏi, đề xuất xem xét bổ sung vào tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm Việt Nam qui định thiết kế kết cấu mặt đường mềm đồng thời phải thiết kế hỗn hợp BTN nhằm lựa chọn thông số cho phù hợp với điều kiện tải trọng, nhiệt độ khu vực dự án (5) Xem xét bổ sung tiêu chuẩn thiết kế BTN theo Marshall tuyến đường có qui mơ giao thơng lớn Việt Nam sau: - Hồn thiện phương pháp thí nghiệm tiêu qui định LVBX thiết kế BTN theo QĐ 1617/QĐ-BGTVT phù hợp với loại BTN, loại nhựa đường qui mô dự án Trong bổ sung thí nghiệm LVBX cần phải thực giai đoạn thiết kế sơ giai đoạn thi cơng đại trà ngồi trường (trong QĐ 1617/QĐ-BGTVT qui định thí nghiệm LVBX giai đoạn thiết kế hồn thiện) - Thí nghiệm độ bền mỏi theo phương pháp uốn dầm điểm (ASTM D7460 – 10 [41] ) Trong xem xét đánh giá tuổi thọ mỏi thực tế BTN (có thể tham khảo cơng thức (4.1) kết hợp với kết thí nghiệm độ bền mỏi phòng để xác định giá trị giới hạn độ bền mỏi phòng cho phù hợp với điều kiện thực tế - Hoàn thiện phương pháp thí nghiệm tiêu qui định độ bền mỏi phù hợp theo vùng khí hậu qui mô dự án: 120 (6) Đề xuất điều chỉnh qui định chiều sâu LVBX BTNC 12, BTNC 19 thiết kế theo hướng dẫn QĐ 858/QĐ-BGTVT phương pháp A QĐ 1617/QĐBGTVT (trong môi trường ngâm nước 50 0C) mục 4.2 (7) Đề xuất tiêu độ bền mỏi phòng (Nl) BTNC 12,5 sử dụng nhựa đường 60/70 thí nghiệm theo thông số nêu mục 4.1.4 : - Đá bazan: Nl ≥ 26.760 (chu kỳ); - Đá vôi: Nl ≥ 8890 (chu kỳ); 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận, đóng góp luận án Trên sở kết nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, luận án đưa đóng góp khoa học tính sau: Tở ng kế t các nguyên nhân gây hư hỏng LVBX, yế u tố ảnh hưởng đế n LVBX, nứt mỏi của BTN giải pháp thiết kế hỗn hợp BTN, thi công khai thác nhằm giảm thiểu LVBX, nứt mỏi Hư hỏng LVBX Việt Nam gần BTN bị chảy dẻo, không đủ cường độ kháng cắt để chố ng la ̣i ứng suấ t cắ t tải tro ̣ng bánh xe gây lớp BTN Có ngun nhân gây LVBX chất lượng thi công BTN; lưu lượng giao thông lớn, tải trọng trục xe vượt tải lớn nhiệt độ mặt đường cao vào mùa hè Đưa quan hệ LVBX, độ bền mỏi mẫu BTNC 12,5, mẫu BTNC 19 với biến số đầu vào loại đá dăm (gốc bazan gốc đá vôi), loại nhựa đường (40/50; 60/70; PMB III), mức độ thô cấp phối (thơ ít, thơ vừa, thơ): - Mẫu BTNC 12,5; BTNC 19,5 với loại đá dăm, loại nhựa đường, mức độ thô cấp phối khác thỏa mãn tiêu LVBX - Theo mức đô ̣ thô của cấ p phố i cố t liê ̣u (thơ ít, thơ vừa, thơ), khả kháng LVBX mẫu BTNC 12,5; BTNC 19 tăng lên, độ bền mỏi lại giảm xuống - Khả kháng LVBX BTNC 12,5 sử dụng đá dăm gốc bazan gốc đá vôi - Khả kháng LVBX BTNC 19 sử dụng đá dăm gốc đá vôi so với đá gốc bazan (kém từ 15%-50%) - Khả kháng LVBX của BTNC 12,5, BTN 19 sử du ̣ng nhựa đường 40/50 cao từ 1,5 lần đến lần so với BTNC 12,5, BTN 19 sử du ̣ng nhựa đường 60/70 - Độ bền mỏi BTNC (BTNC 12,5 BTNC 19) sử dụng đá dăm gốc bazan cao so với sử dụng đá vôi từ 30% đến 50% - Độ bền mỏi BTNC sử du ̣ng nhựa đường 60/70 cao so với sử du ̣ng nhựa đường 40/50; độ bền mỏi BTNC sử dụng nhựa PMBIII cao Xác lập tương quan thực nghiệm tiêu LVBX độ bền mỏi BTNC 12,5 BTNC 19 sử dụng nhựa đường 60/70 theo công thức (3.5), (3.6), (3.7) (3.8) Đề xuất tiêu độ bền mỏi thí nghiệm mẫu phịng (Nl) BTNC 12,5 sử dụng nhựa đường 60/70: - Đá bazan: Nl ≥ 26.760 (chu kỳ); - Đá vôi: Nl ≥ 8890 (chu kỳ); 122 Đề xuất điều chỉnh (giảm chiều sâu LVBX từ 12,5 mm xuống 10 mm) với BTNC 12, BTNC 19 sử dụng nhựa đường 60/70 để nâng cao chất lượng BTN, giảm thiểu LVBX Đề xuấ t lựa cho ̣n mức đô ̣ “thô” của “cấ p phố i thô” tương ứng với loa ̣i BTNC 12,5; BTNC19 sử dụng nhựa đường (40/50; 60/70 và PMB III) thiết kế hỗn hợp BTN B Những tồn tại, hạn chế Kết nghiên cứu luận án số hạn chế sau: - Chưa thử nghiệm BTN sử dụng loại đá gốc Granite, loại đá phân bố nhiều khu vực miền Trung, Tây Nguyên miền Nam Việt Nam - Chưa thử nghiệm với loại BTNC 25 loại BTN chưa áp dụng phổ biến Việt nam - Chưa thử nghiệm độ bền mỏi với thông số thí nghiệm mỏi khác, ngồi thơng số thí nghiệm điển hình nhiệt độ 20 0C, tần số tải 10 Hz mức biến dạng 400 µ; C Kiến nghị dự kiến hướng nghiên cứu Để giảm thiểu LVBX tuyến đường lưu lượng xe lớn, kiến nghị cần nghiên cứu tiếp nội dung sau: - Nghiên cứu đánh giá tiêu LVBX độ bền mỏi với nhiều loại đá dăm nguồn gốc khác nhau, đại diện cho nhiều vùng Việt Nam - Nghiên cứu bổ sung đánh giá LVBX mặt đường BTN quá trin ̀ h thi công - Nghiên cứu sử dụng loại nhựa đường (nhựa đường thường, nhựa đường polime) phù hợp với cấp lưu lượng xe, tốc độ dịng xe lưu thơng (đoạn xe lưu thơng bình thường, đoạn xe lưu thơng chậm, đoạn dừng xe) a TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Bộ GTVT (2014), Hướng dẫn áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế thi công mặt đường bê tơng nhựa nóng tuyến đường tơ có quy mơ giao thơng lớn, ban hành Quyết định số 858/QĐBGTVT, ngày 26/3/2014 [2] GS.TS Dương Học Hải, TS Nguyễn Quang Phúc (2015), Về phương pháp thiết kế kết cấu áo đường mềm ảnh hưởng thiết việc thời gian gần nước ta mặt đường bê tông nhựa bị hư hỏng sớm lún vệt bánh xe, Tuyển tập báo cáo khoa học “Một số vấn đề ứng dụng công nghệ vật liệu xây dựng kết cấu áo đường mềm Việt Nam”, Hội KHKT Cầu đường Việt Nam tổ chức 10/2015 [3] Bộ GTVT (2006), 22 TCN 211-06 (2006), Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế Tiêu chuẩn ngành Bộ GTVT 2006 [4] Bộ GTVT (2014), Quy định kỹ thuật phương pháp thử độ sâu lún vệt bánh xe bê tông nhựa xác định thiết bị Wheel tracking, banh hành Quyết định số 1617/QĐBGTVT, ngày 29/4/2014 [5] Bùi Ngọc Hưng (2000), Đánh giá chất lượng bê tơng nhựa theo phương pháp Superpave chương trình nghiên cứu chiến lược đường ôtô SHRP Mỹ, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật – Trường Đại học Xây dựng [6] Bùi Ngọc Hưng, Viện KH&CN GTVT (2011), Nghiên cứu biến dạng kéo dài mặt đường BTN đề xuất phương pháp xử lý, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ GTVT 2009 [7] Trần Thiện Lưu (2015), Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt đường Việt Nam, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Trường Đại học GTVT, 2015 [8] TCVN 8819:2011 (2011), Mặt đường bê tơng nhựa nóng - u cầu thi cơng nghiệm thu [9] Bộ GTVT (1998), 22TCN 249 1998, Quy trình cơng nghệ thi cơng nghiệm thu mặt đường bêtông nhựa, Tiêu chuẩn ngành Bộ GTVT 1998 [10] Bộ GTVT (2004), 22 TCN 319-04, Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường polime (yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm) Tiêu chuẩn ngành Bộ GTVT 2004 [11] Bộ GTVT (2014), Thông tư số 27/2014/TT-BGTVT “Quy định quản lý chất lượng vật liệu nhựa đường sử dụng xây dựng cơng trình giao thơng”, 28/07/2014 [12] Bộ KHCN (2005), TCVN 7493:2005, Bitum - Yêu cầu kỹ thuật b [13] Vũ Phương Thảo (2015), Nghiên cứu ảnh hưởng cốt sợi thủy tinh phân tán đến khả chống mỏi chống lún vệt bánh xe bê tông asphalt điều kiện Việt Nam, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Trường Đại học GTVT, 2015 [14] Nguyễn Quang Phúc (2014), Biến dạng không hồi phục kết cấu mặt đường bê tông nhựa tác dụng tải trọng nặng nhiệt độ cao, Hội thảo khoa học "Nguyên nhân giải pháp khắc phục Lún vệt bánh xe mặt đường bê tông nhựa", Trường Đại học Giao thông vận tải, 2014 [15] Hội Cầu đường Việt Nam (2014), Phân tích đánh giá thực trạng, nguyên nhân tượng VHBX đưa giải pháp, 6/2014 [16] Bùi Ngọc Hưng (2013), Thực trạng lún vệt bánh xe mặt đường bê tông nhựa giải pháp khắc phụ, Tạp chí Cầu đường số 9/2013 [17] Trường Đại học GTVT Tổng công ty xây dựng số (2014), Nguyên nhân giải pháp khắc phục lún vệt bánh xe mặt đường BTN, Tuyển tập báo cáo hội thảo KHCN Tp Hồ Chí Minh, 6/2014 [18] Bùi Ngọc Hưng, Vũ Đức Chính, Trần Ngọc Huy, Nguyễn Như Hạnh (2014), Một số giải pháp cải thiện khả kháng hằn lún mặt đường bê tông nhựa qua kết nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm Viện KH&CN GTVT năm gần đây, Tuyển tập báo cáo hội nghị KHCN thường niên Viện KH&CN GTVT, 10/2014 [19] Bộ GTVT (2013), Báo cáo kết kiểm tra chất lượng cơng trình Dự án nâng cấp mở rộng QL1 đoạn Hà Nam, Thanh Hóa, văn số 917/CQLXD-11/2003 [20] Viện KH&CN GTVT (2013), Báo cáo kết kiểm định xác định nguyên nhân hư hỏng mặt đường dự án nâng cấp cải tạo Quốc lộ đoạn qua địa phận tỉnh Hà Nam, Ninh Bình, Thanh Hóa, tuyến tránh Vinh (cầu Bến Thủy II), Quốc lộ 18, Quốc lộ 5, Quốc lộ cũ, Quốc lộ [21] Bộ GTVT (2010), Thông tư 07/2010/TT-BGTVT: Quy định tải trọng khổ giới hạn đường công bố quy định giới hạn xếp hàng hóa [22] Bộ GTVT (2011), Thơng tư 03/2011/TT-BGTVT: Sửa đổi, bổ sung Thông tư số 07/2010/TT-BGTVT ngày 11/02/2010 Bộ GTVT “Quy định tải trọng, khổ giới hạn đường bộ; lưu hành xe tải trọng, xe khổ giới hạn, xe bánh xích đường bộ; vận chuyển hàng siêu trường, siêu trọng; giới hạn xếp hàng hóa phương tiện giao thơng đường tham gia giao thông đường bộ” [23] PGS.TS Vũ Đức Chính, GS.TS Dương Học Hải người khác (2014), Nghiên cứu lựa chọn kế t cấ u và vật liê ̣u cho kế t cấ u áo đường mề m các tuyế n đường có xe tải trọng nặng phù hợp với điề u kiê ̣n nhiê ̣t ẩm, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ GTVT năm 2014 c [24] Lương Đức Hạnh, Viện KH&CN GTVT (2010), Nghiên cứu công nghệ gia cơng đá thích hợp để tạo sản phẩm đá tiêu chuẩn làm lớp tạo nhám cho mặt đường nhựa cao cấp, Báo cáo kết đề tài cấp Bộ GTVT, 2010 [25] TCVN 8820:2011 (2011), Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng - Thiêt kế theo phương pháp Marshall TIẾNG ANH [26] Asphalt Research Program, Institute of Transportation Studies, University of California (1994), Permanent Deformation Response of Asphalt Aggregate Mixes, The Strategic Highway Research Program, SHRP-A-415 [27] Carlos Solis, Imad Abdallah, Soheil Nazarian (2009), Strategies to Improve and Preserve Flexible Pavement at Intersections, Texas Department of Transportation [28] U.S Department of Transportation, Superpave Fundementals - Reference Manual, Federal Highway Administration NHI Course #131053 [29] https://sites.google.com/site/afd40web/apt-facilities-outside-the-usa/europe [30] AASHTO T 324-04, Standard Method of Test for Hamburg Wheel-Track Testing of Compacted Hot-Mix Asphalt (HMA) [31] NCHRP, Report 673 (2011), A Manual for Design of Hot Mix Asphalt with Commentary Transportation Research Board Washington, DC [32] EN 13108-4, Bituminous mixtures - Material specifications - Part 4: Hot Rolled Asphalt [33] Colorado Department of Transportation (1992), Comparison of Results Obtained From the Friench Rutting Tester with Pavement of Known Field Performance, Report No CDOTDTD-R-92-11 [34] NF EN 13108-1:2010 (2010), Bituminous mixtures Material specifications Asphalt Concrete [35] AASHTO T 340-10 (2015), Standard Method of Test for Determining the Rutting Susceptibility of Hot Mix Asphalt (APA) Using the Asphalt Pavement Analyzer (APA) [36] Yang H Huang (2004), Pavement Analysis and Design, ISBN 0-13-142473-4, Second Edition, Pearson Prentice Hall, United States of America [37] NCHRP – Final report (2004), Guide for mechanistic – Empirical design of new and reahabilitated pavement structures, part 3-Design analysis, Chap 3, March 2004 [38] William O Hadley, Hadley and Associates (1994), SHRP - LTPP Data Analysis Studies: Five - Years Report, The Strategic Highway Research Program, SHRP-P-688 d [39] NCHRP report 468 (2002), National Cooperative Highway Research Program, Contributions of Pavement Structural Layers to Rutting of Hot Mix Asphalt Pavements [40] ASTM E1703/E1703M-95(2005), Standard Test Method for Measuring Rut-Depth of Pavement Surfaces Using a Straightedge [41] ASTM D7460 – 10, Standard Test Method for Determining Fatigue Failure of Compacted Asphalt Concrete Subjected to Repeated Flexural Bending [42] http://www.pavementinteractive.org/article/flexural-fatigue/ [43] California Department of Transportation (1995), Fatigue Performance of Asphalt Concrete Mixes and Its Relationship to Asphalt Concrete Pavement Performance in California, RTA-65W485-2, 1995 [44] AASHTO M 320-10 (2015), Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder [45] Jorge B Sousa, Joseph Craus, Carl L Monismith (1991), Summary Report on Permanent Deformation in Asphalt Concrete, SHRP-A/IR-91-104 [46] Said & Hakim (2011), Influence of traffic variables on Rut Formation in Asphalt Concrete Layers Swedish Road and Transport Research Institute [47] State of California - Business, Transportation and Housing Agency (2004), Determination of Dust Proportion [48] Asphalt Institute Manual, Series No (MS2) (2012), Marshall Method of Mix Design for Asphalt Concrete and Other Hot Mix Types [49] AASHTO M323-13, Standard Specification for Superpave Volumetric Mix Design [50] BSI (2004), BS EN 12697-22:2003, Bituminous mixtures Test Methods for Hot Mix Asphalt Wheel Tracking [51] http://cooper.co.uk/product-category/asphalt-testing/wheel-tracking/ [52] http://cooper.co.uk/shop/asphalt-testing/stand-alone-four-point-bending-beam- machine/ [53] BSI (2007), BS EN 12697-24 (2007), Bituminous mixtures Test Methods for Hot Mix Asphalt Resistance to Fatigue [54] AASHTO T 326-05 (2009), Standard Method of Test for Uncompacted Void Content of Coarse Aggregate (As Influenced by Particle Shape, Surface Texture, and Grading) [55] Indian Roads Congress (2012), Tentavive Guidelines for the Design of Flexible Pavements; IRC: 37-2012 e [56] Indian Roads Congress (2009), Specifications For Dense Grade Bituminous Mixes; IRC: 111-2009 [57] Yetkin Yildirim, Priyantha W Jayawickrama, M Shabbir Hossain, Abdulrahman Alhabshi, Cenk Yildirim, Andre de Fortier Smit, and Dallas Little, 2007, Hamburg WheelTracking Data Base Analysis, FHWA/TX-05/0-1707-7 TIẾNG NGA [58] Kорпорация “Tрансстрой” (1998), Cтандарт предприятия метод испытания асфальтобетона на устойчивость к колееобразованию, СТП 007-97 Москва 1998 [59] ГОСТ 12801-84, государственный стандарт союза CCP, Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон Методы испытаний f DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Bài báo khoa học (1) Bùi Ngọc Hưng (2013), Thực trạng hằn lún vệt bánh xe mặt đường bê tông nhựa giải pháp khắc phục, Tạp chí Cầu đường số 9/2013 (2) Bùi Ngọc Hưng, Vũ Đức Chính, Trần Ngọc Huy (2015), Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn gốc đá, cấp phối cốt liệu loại nhựa đến khả kháng hằn lún vệt bánh xe bê tơng nhựa, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Tập – Số 11 – Tháng 11 năm 2015 (3) Bùi Ngọc Hưng, Vũ Đức Chính, Trần Ngọc Huy (2015), Ảnh hưởng mức độ thô cấp phối cốt liệu loại nhựa đường đến khả kháng hằn lún vệt bánh xe bê tông nhựa Việt Nam, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN năm 2015 Viện Khoa học Công nghệ GTVT (ISBN: 978-604-76-0706-8 Nhà xuất Giao thông vận tải) (4) Bùi Ngọc Hưng (2013), Hằn lún vệt bánh xe – Những vấn đề đối mặt, Tạp chí Giao thơng vận tải số 10/2013 (5) Bùi Ngọc Hưng, Vũ Đức Chính, Trần Ngọc Huy, Nguyễn Như Hạnh (2014), Một số giải pháp cải thiện khả kháng hằn lún mặt đường bê tông nhựa qua kết nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm Viện Khoa học Công nghệ GTVGT năm gần đây, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN năm 2014 Viện Khoa học Công nghệ GTVT Đề tài nghiên cứu khoa học (1) PGS.TS Vũ Đức Chính, GS.TS Dương Học Hải, ThS Bùi Ngọc Hưng và những thành viên khác (2014), Nghiên cứu lựa chọn kế t cấ u và vật liê ̣u cho kế t cấ u áo đường mề m các tuyế n đường có xe tải trọng nặng phù hợp với điề u kiê ̣n nhiê ̣t ẩm, (ThS Bùi Ngọc Hưng chủ trì nội dung nghiên cứu chương của đề tài) ... để xem xét ảnh hưởng đờ ng thởi cả LVBX và đô ̣ bê? ? n mỏi của BTN, nghiên cứu sinh lựa chọn tên luận án tiến sỹ ? ?Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng 40 đến biến dạng lún vệt bánh xe có xét đến. .. chặt bê tông nhựa phạm vi vệt bánh xe Nền đường lớp phía Đầm nén chưa đủ độ chặt Hình 1-5: Lún vệt bánh xe lớp mặt bê tơng nhựa [27] 1.2.3 Các phương pháp thí nghiệm lún vệt bánh xe Có nhiề... mỏi bê tông nhựa chặt 4 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LÚN VỆT BÁNH XE VÀ MỎI CỦA BÊ TÔNG NHỰA CHẶT 1.1 Sư ̣ cầ n thiế t nghiên cứu lún vêṭ bánh xe và nứt mỏi của bê tông ̣a Mă ̣t đường bê tông