Thông tin tài liệu
-1- MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Phần mở đầu: 12 Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM .18 1.1 Các phương pháp thiết kế kết cấu áo đường mềm 18 1.2 Các phần mềm sử dụng phân tích, dự báo phá hoại kết cấu áo đường mềm 25 1.2.1 Chương trình BISAR 25 1.2.2 Chương trình EverStressFE version 1.0 27 1.2.3 Chương trình KENPAVE 28 1.2.4 Chương trình 3D Move .29 1.2.5 Chương trình ALIZE 1.20 30 1.2.6 Chương trình ANSYS 31 1.2.7 Chương trình ABAQUS 31 1.2.8 Phần mềm học thực nghiệm MEPDG 32 1.2.9 Các phần mềm khác: 32 1.3 Các kết cấu áo đường mềm phổ biến công nghệ thi công Việt Nam 33 1.3.1 Các kết cấu áo đường mềm phổ biến: 35 1.3.2 Công nghệ thi công lớp kết cấu mặt đường: 42 1.4 Ảnh hưởng xe tải đến kết cấu áo đường mềm 43 1.4.1 Nghiên cứu bang Arizona 44 1.4.2 Nghiên cứu bang Kansas 45 1.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng xe tải nước phát triển46 1.4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng xe tải khai thác đường Việt Nam .47 -2- 1.5 Công tác tu, bảo dưỡng kết cấu áo đường mềm .48 1.6 1.6 Các ứng dụng tu, bảo dưỡng sửa chữa đường bộ: .50 1.6.1 Đối với mặt đường bê tông nhựa: .50 1.6.2 Công nghệ tái sinh mặt đường BTN: 52 1.6.2.1 Công nghệ tái sinh nguội: 52 1.6.2.2 Công nghệ tái sinh nóng: 56 1.6.2.3 Thi công cải tạo mặt đường máy gia cố: 58 1.6.2.4 Sửa chữa mặt đường bê tông nhựa vật liệu Carboncor Asphalt: 61 1.6.2.5 Sửa chữa bảo dưỡng mặt đường bê tông nhựa vật liệu nhựa đường TL-2000: .64 1.6.2.6 Công nghệ NOVACHIP 69 1.6.2.7 Công nghệ tu bảo dưỡng đường Microsurfacking 71 1.7 Nhận xét tóm tắt Chương 73 Chương NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TUỔI THỌ, CƯỜNG ĐỘ CÒN LẠI VÀ CHẤT LƯỢNG KHAI THÁC CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 75 2.1 Các định nghĩa tuổi thọ kết cấu mặt đường mềm .75 2.1.1 Tuổi thọ kết cấu mặt đường 76 2.1.2 Tuổi thọ lại kết cấu mặt đường 77 2.2 Các dạng phá hoại kết cấu áo đường mềm 82 2.2.1 Nứt mỏi 82 2.2.2 Nứt nhiệt (nứt nhiệt độ thấp) .84 2.2.3 Nứt lưới lớn 84 2.2.4 Nứt dọc 85 2.2.5 Nứt phản ánh .85 -3- 2.2.6 Nứt lớp mặt (nứt parabol) 86 2.2.7 Cắt trượt lớp mặt 86 2.2.8 Lún vệt bánh xe 87 2.3 Phương pháp Viện Asphalt (AI) dự báo tuổi thọ kết cấu áo đường mềm 91 2.4 Phương pháp học – thực nghiệm dự báo tuổi thọ kết cấu áo đường 95 2.4.1 Khả MEPDG 96 2.5 Phương pháp Pavement Health Track dự báo tuổi thọ kết cấu áo đường 99 2.5.1 Khả phần mềm PHT 99 2.5.2 Ứng dụng phần mềm PHT 103 2.5.2.1 Tuổi thọ phục vụ lớn loại mặt đường 103 2.5.2.2 Các giá trị giới hạn 103 2.5.2.3 Trọng số tiêu chuẩn tuổi thọ .105 2.6 Sử dụng kết thí nghiệm FWD đánh giá tuổi thọ lại kết cấu áo đường mềm 105 2.6.1 Xác định Môdun đàn hồi đường 106 2.6.1.1 Mô đun đàn hồi đường 106 2.6.1.2 Mô đun đàn hồi hữu hiệu đường dùng thiết kế 107 2.6.2 Xác định mô đun đàn hồi hữu hiệu Ep kết cấu mặt đường .107 2.6.3 Đánh giá tình trạng kết cấu mặt đường .108 2.6.4 Xác định nhân tố điều kiện CF 109 2.6.5 Xác định tuổi thọ lại mặt đường 109 2.7 Sử dụng hệ số cường độ tĩnh số tình trạng mặt đường PCI đánh giá chất lượng khai thác lại kết cấu mặt đường mềm 111 -4- 2.7.1 Hệ số cường độ kết cấu mặt đường theo mô đun đàn hồi 111 2.7.2 Đánh giá độ phẳng mặt đường thước 3m 111 2.7.3 Đánh giá dựa vào số tình trạng mặt đường PCI (Pavement Conditions Index) 111 2.7.3.1 Đánh giá, đề xuất phương án bảo dưỡng, sửa chữa 116 2.8 2.7 Nhận xét tóm tắt Chương 119 Chương NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THIẾT BỊ FWD ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KHAI THÁC PHỤC VỤ CHO PHÂN LOẠI CÔNG TÁC BẢO TRÌ MẶT ĐƯỜNG MỀM .121 3.1 Trình tự nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định đặc trưng khai thác kết cấu áo đường mềm 121 3.2 Thiết bị đo chậu võng đàn hồi fwd (falling weight deflectometer) nguyên lý làm việc thông số kỹ thuật .121 3.2.1 Bộ phận gia tải (gây tải trọng) 124 3.2.2 Các đầu đo biến dạng 126 3.2.3 Xung tải .130 3.3 Phân tích phương pháp sử dụng kết đo FWD (AASHTO-93) 132 3.3.1 Phân tích phương pháp 132 3.3.2 Thực nghiệm tính tốn 132 3.3.3 Trình tự bước áp dụng 133 3.4 Phát triển phương pháp sử dụng số tình trạng kết cấu (SCI) để xác định tuổi thọ lại, lựa chọn biện pháp bảo trì phục hồi mặt đường mềm 133 3.4.1 Đặt vấn đề 133 3.4.2 Chỉ số tình trạng kết cấu SCI 134 3.4.2.1 Xác định số kết cấu SNeff 134 -5- 3.4.2.2 Xác định số kết cấu yêu cầu SNreq 135 3.4.2.3 Trình tự xác định số tình trạng kết cấu SCI .137 3.4.3 Sử dụng số SCI để lựa chọn giải pháp bảo trì phục hồi mặt đường 138 3.4.4 Đánh giá số SCI cho số tuyến đường 139 3.5 Kết luận chương 141 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO .145 -6- DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Bảng 1.1: Kiểm soát xe tải số tiểu bang nước Mỹ .44 Bảng 1.2: Bảng phân tích chi phí giới hạn tải trọng 45 Bảng 2.1: Phương pháp đa điều kiện xác định tuổi thọ lại mặt đường 78 Bảng 2.2: Xác định tuổi thọ lại mặt đường theo phương pháp 79 Bảng 2.3: Xác định tuổi thọ lại mặt đường theo phương pháp 80 Bảng 2.4: Giá trị tham khảo tuổi thọ phục vụ lớn loại mặt đường 80 Bảng 2.5: Các hệ số hồi quy theo mơ hình phá hoại mỏi 92 Bảng 2.6: Các hệ số hồi quy theo mơ hình phá hoại lún vệt bánh 92 Bảng 2.7: Các giá trị giới hạn kết cấu mặt đường mềm 103 Bảng 2.8: Các giá trị giới hạn kết cấu mặt đường BTXM 103 Bảng 2.9: Các giá trị giới hạn kết cấu mặt đường mềm Iowa 104 Bảng 2.10: Phân loại hình thức hư hỏng mặt đường nhựa 111 Bảng 2.11: Số điểm phải khấu trừ cho loại hình hư hỏng mặt đường nhựa 112 Bảng 2.12: Tiêu chuẩn đánh giá phân loại để lập kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa 113 Bảng 2.13: Căn để xác định mức độ nghiêm trọng mật độ hư hỏng 113 Bảng 2.14: Tổng hợp dạng hư hỏng Hải Dương 114 -7- Bảng 3.1: số tiêu kỹ thuật thiết bị falling weight deflectometer (fwd) heavy weight deflectometer (hwd) 123 Bảng 3.2: khả tạo áp lực thơng qua bàn ép có kích thước khác thiết bị fwd hwd thông dụng 124 Bảng 3.4 Lựa chọn giải pháp bảo trì .138 Bảng 3.5 Lựa chọn giải pháp bảo trì .141 Hình 1.1: Thống kê phương pháp thiết kế áo đường mềm FHWA 21 Hình 1.2: Đoạn thử nghiệm AASHO 1958-1960 21 Hình 1.3: Trình tự thiết kế kết cấu áo đường mềm theo học – thực nghiệm 23 Hình 1.4: Định hướng sử dụng phương pháp học – thực nghiệm [42] 24 Hình 1.5: Sử dụng phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường Mỹ [42] 24 Hình 1.6: Định hướng lộ trình sử dụng học-thực nghiệm Mỹ [42] 25 Hình 1.7: Giao diện EverStressFE version 1.0 .27 Hình 1.8: Giao diện KENPAVE 28 Hình 1.9: Giao diện ALIZE1.20 30 Hình 1.10: Phần mềm học – thực nghiệm MEPDG 1.1 32 Hình 1.11: Thi cơng bù vênh lún cục 51 Hình 1.12: Tưới nhựa thi công bù vênh lún mặt cục 51 Hình 1.13: Máy tái sinh nguội có xe bồn chứa 52 -8- Hình 1.14: Quá trình hoạt động bóc mặt đường cũ 52 Hình 1.15: Cấu tạo bánh xe máy bóc mặt đường .53 Hình 1.16: Sơ đồ thi công công nghệ tái sinh nguội 53 Hình 1.17: Mơ tả ngun lý tạo Bitumen bọt 54 Hình 1.18: Mơ tả q trình tái sinh nguội dùng Bitumen bọt 55 Hình 1.19: Dây chuyền tái sinh nguội điển hình dùng Bitumen bọt 55 Hình 1.20: So sánh bề dày lớp rải cần thiết để đạt tải trọng TK 56 Hình 1.21: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ máy tái sinh nóng chỗ 56 Hình 1.22: Quan hệ nhiệt độ, thời gian bề dày lớp tái tạo bề mặt 57 Hình 1.23: Cấu trúc máy tái tạo mặt đường rải nóng .57 Hình 1.24: Lớp mặt đường trước sau tái tạo 58 Hình 1.25: Tập kết xi măng chuẩn bị rải lên lớp cấp phối xáo xới 59 Hình 1.26: Rải xi măng 59 Hình 1.27: Nghiền trộn 60 Hình 1.28: Định dạng lu lèn 61 Hình 1.29: Chuẩn bị mặt chuyển bao chứa Carboncor Asphalt 62 Hình 1.30: Rải Carboncor Asphalt thủ cơng 63 Hình 1.31: Lu lèn mặt đường Carboncor Asphalt đạt độ chặt .63 Hình 1.32: Thi công láng mặt đường TL-2000 .66 Hình 1.33: Cơng nghệ thảm nhám siêu mỏng Novachip đường Bắc Thăng Long - Nội Bài 70 -9- Hình 1.34: Hình ảnh hội thảo giới thiệu cơng nghệ Microsurfacing71 Hình 2.1: Dự báo tuổi thọ lại theo tiêu độ gồ ghề quốc tế IRI 78 Hình 2.2: Dự báo tuổi thọ cịn lại theo tiêu số điều kiện mặt đường PCI 78 Hình 2.3: Bảo dưỡng bề mặt tăng cường RSL 82 Hình 2.4: Nứt mỏi 84 Hình 2.5: Nứt nhiệt độ thấp 84 Hình 2.6: Nứt lưới lớn 85 Hình 2.7: Nứt dọc theo vệt bánh .85 Hình 2.8: Cơ chế gây nứt phản ánh mặt đường gia cố nhựa 85 Hình 2.9: Nứt hình parabol .86 Hình 2.10: Trượt trồi mặt đường .86 Hình 2.11: Lún vệt bánh xe .87 Hình 2.12: Lún vệt bánh kết cấu .88 Hình 2.13: Lún chảy dẻo lớp BTN 89 Hình 2.14: Lún lớp mặt BTN 89 Hình 2.15: Mơ hình tính tốn Nf .91 Hình 2.16: Mơ hình tính tốn phá hoại kết cấu .92 Hình 2.17: Mơ hình tính tốn IIT PAVE 94 Hình 2.18: Giao diện phần mềm MEPDG .96 Hình 2.19: Các trạng thái giới hạn kết cấu mặt đường mềm 97 Hình 2.20: Sơ đồ phân tích PHT xác định RSL mặt đường 100 Hình 2.21: Trình tự PHT xác định RSL mặt đường mềm 101 Hình 2.22: Kết PHT xác định RSL mặt đường mềm .102 - 10 - Hình 2.23: Đánh giá kết tổng hợp hư hỏng tuyến 103 Hình 2.24: Trình tự tính tốn tuổi thọ cịn lại mặt đường kết thí nghiệm FWD theo AASHTO93 106 Hình 2.25: Biểu đồ xác định tuổi thọ lại kết cấu áo đường mềm 110 Hình 2.26: Một số hình ảnh hư hỏng mặt đường 393 có số PCI=46,04 117 Hình 2.27: Hình ảnh vết nứt mạng lưới mặt đường .117 Hình 2.28: Hình ảnh bề mặt hư hỏng tạo thành ổ gà 118 Hình 2.29: Hình ảnh mặt đường bị lún lõm 118 Hình 2.30: Hình ảnh mặt đường đọng nước mưa ảnh hưởng đến mặt đường 118 Hình 2.31: Hình ảnh mặt đường bị chảy nhựa 119 Hình 2.32: Hình ảnh lớp lề đường bị lún trượt 119 Hình 3.1: thiết bị hwd (heavy weight deflectometor) 122 Hình 3.2: thiết bị fwd (falling weight deflectometor) 123 Hình 3.3: tổng quan thiết bị fwd hwd 123 Hình 3.4: dạng độ lớn xung lực thiết bị fwd hwd tạo 126 Hình 3.5: Biểu đồ xác định độ võng 127 Hình 3.6: Thiết bị đo võng Dynaflect 129 Hình 3.7: Sơ đồ lực Dynaflect 129 Hình 3.7: Vị trí tiêu chuẩn tải trọng cảm ứng đo võng Dynaflect 130 Hình 3.8: Thiết bị đo võng Road Rater 130
Ngày đăng: 19/09/2023, 08:33
Xem thêm:
