Luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố Nghiên cứu lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đường bê tông xi măng

Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Mậ đầU Cơ Sậ CHN đề TI V MễC TIêU NGHIêN CỉU CHơNG 1: TặNG QUAN Về MặT đấNG BTXM 1.1 phát triển công nghệ mặt đờng btxm giới 1.1.1 Mặt đờng BTXM không sử dụng cốt thép đổ toàn khối chỗ: 1.1.2 Mặt đờng BTXM cốt thép 1.1.3 Mặt đờng BTXM lới thép 1.1.4 Mặt đờng BTXM cốt thép liên tục 1.1.5 Mặt đờng BTXM cốt thép phân tán (sợi thép) 1.1.6 Các loại mặt đờng BTXM ứng suất trớc 8 10 10 1.2 Tỉng quan c¸c phơng pháp đánh giá sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM hữu .12 1.2.1 Các thông số đặc trng cho khả hữu kết cấu mặt đờng BTXM 12 1.2.2 Công nghệ xác định đặc trng sức chịu tải mặt đờng BTXM hữu 15 1.2.3 Xác định sức chịu tải mặt đờng BTXM theo công nghệ không phá hoại kết cÊu (NDT) 17 HWD 21 1.3 KÕT LUËN: 23 CH¬NG 2: 25 NGHIêN CỉU, LA CHN PHơNG PHáP XáC địNH CáC đặC TRNG SỉC CHịU TảI CẹA KếT CấU MặT đấNG BTXM 25 2.1 NGHIÊN CứU CáC Phơng pháp xác định 25 2.1.1 Về phơng pháp đánh giá sức chịu tải: 2.1.2 Các thông số đo đạc, khảo sát thiết bị khảo sát: 2.1.3 Về thuật toán xác định đặc trng sức chịu tải mặt đờng BTXM: 25 25 26 2.2 Phơng pháp xác định thông số đặc trng mặt đờng BTXM thông qua lời gi¶i Westergaard víi nỊn Vinkle 27 2.2.1 Xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng cứng thuật toán Bets-fit: 2.2.2 Xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng cứng thuËt to¸n AREA 2.2.3 NhËn xÐt chung: 28 30 33 2.3 Các nhân tố ảnh hởng tới kết tính toán đặc trng cờng độ kết cấu mặt ®êng BTXM 36 2.3.1 ¶nh hëng cđa líp mãng 2.3.2 Tác động tỷ số modun 2.3.4 Tác động kích thớc 2.3.5 Vùng giá trị đặc trng sức chịu tải moduyn đàn hồi moduyn phản lực 36 38 42 43 2.4 Đánh giá khả truyền tải khe nối, vết nứt .43 2.4.1 Tổng quan đánh giá hiệu truyền tải khe nối 2.4.2 Các phơng pháp đánh giá hiệu truyền tải khe nối 43 44 2.5 đánh giá vµ kÕt luËn 50 2.5.1 Lựa chọn phơng pháp thuật toán xác định đặc trng sức chịu tải mặt đờng BTXM.50 2.5.2 Các vấn đề đợc tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện 51 CHơNG : Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 52 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Sệ DễNG THUậT TOáN TíNH NGẻC XáC địNH CáC ®ỈC TRNG CÊNG ®É CĐA MỈT ®ÊNG BTXM Ë VIƯT NAM 52 3.1 Giíi thiƯu chung: 52 3.1.1 Mục tiêu tiến hành thực nghiệm 3.1.2 Phơng pháp thí nghiệm 52 52 3.2 áp dụng fwd Trên đoạn đờng BTXM QL12A 52 3.2.1 Đặc điểm vị trí xây dựng 3.2.2 Thí nghiệm xác định moduyn đàn hồi BTXM moduyn phản lực a) Công tác chuẩn bị a) Xử lý kết đo chậu võng b) Tính toán moduyn phản lực k moduyn đàn hồi moduyn đàn hồi BTXM c) Xác định giá trị moduyn đàn hồi moduyn phản lực đặc trng đoạn thử nghiệm 3.2.3 Thí nghiệm đánh giá hiƯu qu¶ trun t¶i cđa mèi nèi KÕT LN VΜ KIÕN NGHÞ 52 54 54 56 56 57 62 67 Tính cần thiết việc sử dụng công nghệ thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) khảo sát đánh giá trạng kết cấu mặt đờng bê tông xi măng cho đờng ôtô sân bay Việt Nam: 67 Lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đờng BTXM cốt thép: 68 a) Về phơng pháp đánh giá sức chịu tải: 68 b) Các thông số đo đạc, khảo sát thiết bị khảo sát: c) Về thuật toán xác định đặc trng sức chịu tải mặt đờng BTXM: Định hớng nghiên cứu 68 69 69 TI LIệU THAM KHảO 70 CôNG NGHệ THI CôNG MặT đấNG BTXM CTLT 75 Thi công dầm neo khe giÃn đặc biệt Tạo nhám Làm khe Bảo dỡng 77 78 78 79 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lơc 71 Phơ lơc KÕt cÊu & biƯn ph¸p tC mặt đờng btxm ctlt QL12A 71 Phụ lục Các thiết bị đo đạc fwd & hwd Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 80 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Tôi xin chân thành cám ơn: Phó Giáo s - Tiến sỹ Nguyễn Hữu Trí - Phòng Đờng - Sân bay, Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải Các thầy giáo trờng Đại học GTVT Tập thể cán bộ, kỹ s Phòng Đờng - Sân bay, Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải Các bạn bè đồng nghiệp Đà tận tình giúp đỡ hoàn thành luận án thạc sỹ này! Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động mở đầu sở chọn đề tài mục tiêu nghiên cứu Mặt đờng bê tông xi măng (BTXM) kết cấu mặt đờng có khả đáp ứng đợc đầy đủ yêu cầu mặt đờng điều kiện giao thông đại, đảm bảo đợc lực phục vụ thời gian dài Chính mặt đờng BTXM ngày đợc sử dụng rộng rÃi giới Việt Nam, phát triển ngày nhanh số lợng tải trọng xe chạy đà đặt yêu cầu cấp thiết phải xây dựng mới, cải tạo nâng cấp hệ thống đờng bé ë ViƯt Nam Nh»m ph¸t huy néi lùc, tËn dụng nguyên vật liệu nớc nhập ngoại, nâng cao hiệu đầu t xây dựng, theo quy hoạch phát triển giao thông đờng Việt Nam, Bộ Giao thông vận tải chủ trơng tăng cờng áp dụng loại mặt đờng BTXM xây dựng cải tạo nhằm nâng cao hiệu đầu t khai thác hệ thống đờng giao thông Việt Nam Trên giới, đà sử dụng nhiều loại mặt đờng BTXM nh: mặt đờng BTXM lới thép, mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (CRCP), mặt đờng BTXM sợi thép, mặt đờng BTXM lu lèn vv Với việc kế thừa, tiếp thu công nghệ thiết kế, thi công loại hình mặt đờng BTXM giới Bớc đầu, đà tiến hành triển khai xây dựng khoảng 400km mặt đờng BTXM đờng Hồ Chí Minh Chúng ta đà xây dựng thí điểm 2km mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (CRCP) quốc lộ 12A - Quảng Bình tiếp tục thi công thí điểm loại mặt đờng số trạm thu phí thời gian tới Đối với hệ thống sân bay Việt Nam, kết cấu mặt đờng băng BTXM chiếm vai trò chủ đạo tất các loại kết cấu mặt đờng Phần lớn mặt đờng băng sân bay đà có tuổi thọ cao đà xuất nhiều h háng Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Chúng ta đà áp dụng loại mặt đờng BTXM lới thép việc tăng cờng nâng cấp cải tạo nhiều sân bay lớn nh Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Phú Bài, Nh vậy, với định hớng phát triển loại hình kết cấu mặt đờng BTXM nh đà nói trên, cần phải có chiến lợc nghiên cứu, lựa chọn phơng pháp tính toán, giải pháp công nghệ thi công Song song với việc nghiên cứu, đề xuất phơng pháp đánh giá tình trạng kết cấu mặt đờng BTXM Trong trọng tâm đánh giá sức chịu tải hữu mặt đờng BTXM để làm sở cho công tác quản lý, khai thác, tu cịng nh thiÕt kÕ, n©ng cÊp cịng trë thành vấn đề cấp thiết Tên đề tài Nghiên cứu lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đờng bê tông xi măng Đối tợng nghiên cứu: Các thiết bị đo đạc phơng pháp tính toán, xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM Nội dung đề tài: - Nghiên cứu, lựa chọn phơng pháp xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng bêtông xi măng bêtông xi măng cốt thép - Tìm hiểu, nghiên cứu lựa chọn thiết bị đo đạc chậu võng phù hợp với yêu cầu việc xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM - Tính toán xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM tuyến đờng Việt Nam QL12A đánh giá kết - Nhận xét, kiến nghị định hớng nghiên cứu Phơng pháp thực hiện: Trên sở tổng quan kết nghiên cứu nớc giới, lựa chọn công nghệ đánh giá đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM; tính toán, đánh giá số công trình thực tế nớc ta đa nhận xét, đánh giá kiến nghị Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Chơng 1: tổng quan mặt đờng btxm 1.1 phát triển công nghệ mặt đờng btxm giới Mặt đờng BTXM kết cấu mặt đờng có khả đáp ứng đợc đầy đủ yêu cầu mặt đờng điều kiện giao thông đại, đảm bảo đợc lực phục vụ thời gian dài Chính mặt đờng BTXM đà đợc sử dụng từ lâu ngày phổ biến rộng rÃi giới Tại Vơng quốc Anh, từ năm 1872 đà làm mặt đờng BTXM đờng phố Edibua Mỹ lần làm mặt đờng BTXM vào năm 1892 nhng mÃi sang năm 1925 ~ 1930 phát triển phổ biến (vào thời điểm đó, Mỹ đà có tới 360 triệu m mặt đờng BTXM) Nga, làm mặt đờng BTXM vào năm 1913, đặc biệt Gruzia có đờng phố Kirốp đợc xây từ thời gian mặt đờng BTXM hai lớp giữ đợc trạng thái tốt sau 40 năm Vào năm 50 kỷ 20, Liên Xô cũ đà phát triển rộng rÃi việc làm mặt đờng ôtô sân bay BTXM với việc sử dụng thiết bị rải BTXM liên hợp tiện lợi Tại Đức, hàng năm có khoảng 17 triệu m mặt đờng BTXM đợc xây dựng Tại Trung Quốc, từ năm 1950 việc sử dụng mặt đờng ôtô sân bay BTXM đợc bắt đầu từ năm 70 kỷ 20 đến việc sử dụng trở nên phổ biến Tại Việt Nam, trớc nhu cầu ngày tăng số lợng tải trọng đà đặt yêu cầu cấp thiết phải xây dựng mới, cải tạo nâng cấp hệ thống đờng bộ, sân bay Việt Nam Bớc đầu, đà tiến hành triển khai xây dựng khoảng 400 km mặt đờng BTXM đờng Hồ Chí Minh, 20 km QL18 đoạn ngập úng Xây dựng thí điểm Km mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (CRCP) quốc lộ 12A - Quảng Bình nh tiếp tục thi công thí điểm loại mặt đờng số trạm thu phí thời gian tới Trên giới, đà sử dụng nhiều loại mặt đờng BTXM nh: mặt đờng BTXM không sử dụng cốt thép đổ toàn khối chỗ, mặt đờng BTXM lới Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động thép, mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (CRCP), mặt đờng BTXM sợi thép, mặt đờng BTXM ứng suất trớc 1.1.1 Mặt đờng BTXM không sử dụng cốt thép đổ toàn khối chỗ: Trớc thờng đợc sử dụng làm mặt đờng sân bay cấp cao, đờng phố đô thị nơi có điều kiện khí hậu, thủy văn khắc nghiệt, nơi có khó khăn khả huy động lực lợng tu, sửa chữa thờng xuyên Những u điểm chủ yếu loại này: - Có cờng độ, độ ổn định bền vững dới tác dụng xe cộ yếu tố môi trờng cao so với loại mặt đờng mềm cao cấp - Hệ số sức cản lăn đờng nhỏ (f = 0,012 ~ 0,015) - Hệ số bám mặt đờng khô cứng cịng nh Èm ®Ịu cao (ϕ=0,5 ~ 0,7) - Có khả chống hao mòn, chống bong bật, chèng vƯt h»n b¸nh díi t¸c dơng cđa b¸nh xe tốt so với mặt đờng mềm cao cấp - Chu kỳ sửa chữa dài so với mặt đờng mềm cấp cao Các nhợc điểm chủ yếu mặt đờng BTXM không cốt thép: - Tồn khe nối làm phức tạp cho việc thi công tu bảo dỡng; làm giảm chất lợng chạy xe (không êm thuận, gây tiếng ồn liên tục bánh phải lăn qua khe nối); làm giảm tuổi thọ nớc thâm nhập xuống móng đờng qua khe nối - Do cờng độ chịu kéo thấp nên dễ bị nứt co ngót không đủ chịu ứng suất kéo gây biến đổi nhiệt theo thời gian gây gradient nhiệt độ mặt đáy Vì nhợc điểm quan trọng nói nên chất lợng sử dụng với tuổi thọ mặt đờng ôtô sân bay BTXM không cốt thép không tơng xứng với giá thành (đắt 1,8 ~ 3,0 lần mặt đờng bê tông nhựa) tuổi thọ thân vật liệu BTXM Do vậy, giới vào cuối năm 60 kỷ 20, ngời ta đà bắt đầu phát triển việc sử dụng bê tông có cốt thép bê tông ứng suất trớc nhằm khắc phục nhợc điểm mâu thuẫn nêu Cụ thể dùng cốt thép bê tông cốt thép ứng suất trớc, bê tông tự nở (để tạo ứng suất Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động trớc) bê tông cờng độ cao để tăng khả chịu đựng dới tác dụng tải trọng, tác động nhiệt ẩm để giảm số lợng khe nối nhằm tăng chất lợng sử dụng, tuổi thọ mặt đờng BTXM 1.1.2 Mặt đờng BTXM cốt thép Theo nguyên lý bê tông cốt thép thông thờng, loại mặt đờng đợc bố trí cốt thép vùng phát sinh ứng suất trớc để chịu lực kéo, bê tông chịu nén Sự có mặt cốt thép xuyên qua kẽ nứt vùng chịu kéo hạn chế bề rộng chiều sâu khe nứt Tơng tự nh mặt đờng BTXM không cốt thép, cấu tạo mặt đờng BTXM cốt thép gồm tồn khe nối nhng nhờ bố trí thêm cốt thép nên chiều dài đến thờng đà tăng đến 20m (so với ~ 5m BTXM không cốt thép) Bề rộng đạt đến ~ 7,5m Bề dày từ 12 ~ 28cm (tuỳ tải trọng bánh xe) Lợng thép sử dụng khoảng 16 ~ 18kg/m2 cho đờng sân bay 6,0 ~ 7,5kg/m2 cho đờng ôtô Cốt thép thờng dùng loại thép vằn =10 18mm hàn thành lới bố trí vùng thớ thớ dới tơng ứng với biểu đồ mô men uốn tải trọng xe cộ tác dụng nhiệt gây (ở cạnh bố trí dới, bố trí dới) Giữa khe nối phải bố trí truyền lực 1.1.3 Mặt đờng BTXM lới thép Khác với mặt đờng BTXM cốt thép, lới thép đợc bố trí cách mặt mặt đờng tõ 1/3 ~ 1/2)h, (víi h: bỊ dÇy tÊm) nh»m hạn chế mở rộng khe nứt co ngót lực ma sát đáy mặt đờng BTXM với lớp móng phát sinh bị co (không nhằm mục đích tăng cờng độ chịu kéo uốn BTXM mặt đờng dới tác động tải trọng xe cộ dới tác động uốn vồng gradien nhiệt độ mặt mặt dới tấm) Lới thép thờng dùng thép =10 14mm có khoảng cách thép dọc tối đa 15cm (đối với thép trơn) 35mm (nếu thép có gờ) có khoảng cách thép ngang tối đa 30cm (cốt thép trơn) 75cm (cốt thép có gờ) Để phân bố khả hạn chế nứt nên dùng thép có đờng Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động kính nhỏ nhng tối thiểu là =8mm (nếu dùng cốt trơn) =10mm (nếu dùng cốt thép gờ) Khoảng cách tối thiểu ô lới phải gấp lần đờng kính lớn cốt liệu hạt dùng để trộn bê tông Chiều dài nối chồng lới thép thờng 24 lần đờng kính thép Lợng thép sử dụng khoảng ~ 8kg/m2 Chiều dài BTXM mặt đờng sử dụng lới thép tăng đến 15m biên độ năm nhiệt độ trung bình ngày đêm dới 45OC Trong vùng có khí hậu khắc nghiệt chiều dài BTXM lới thép không nên 10m Bề rộng bố trí 7m Tại khe nối phải bố trí thành liên kết Chiều dầy thiết kế với bề dầy mặt đờng BTXM không cốt thép (vì lới thép không làm tăng cờng độ chịu uốn tấm) 1.1.4 Mặt đờng BTXM cốt thép liên tục Mặt đờng không phân thành tấm, không tồn khe nối mà có khe nối dừng thi công chỗ tiếp xúc với đoạn mặt đờng loại khác tiếp xúc với công trình khác Cốt thép =12 18mm đợc bố trí liên tục suốt chiều dài đờng vị trí nh mặt đờng bê tông lới thép Việc bố trí lới thép liên tục nh để tăng cờng độ chịu kéo uốn, mà để hạn chế việc phát sinh số lợng khe nứt hạn chế viƯc më réng khe nøt nh»m kh«ng cho níc thÊm qua để đảm bảo cho mặt đờng khai thác bình thờng Bề rộng khe nứt không đợc 1.0mm Khoảng cách khe nứt ngang phải nằm khoảng 1,05 ~ 2,4m Thông thờng cốt thép dọc nên dùng loại có gờ với diện tích thép chiếm đến 0,5 ~ 0,7% diÖn tÝch BTXM NÕu tû lÖ diÖn tÝch thép nhỏ bề rộng khe nứt lớn, khoảng cách khe nứt lớn nhiều thép ngợc lại bề rộng khe nứt nhỏ nhng số lợng khe nứt tăng lên Khoảng cách bố trí thép dọc tối thiểu 10cm, tối đa 25cm Cốt thÐp ngang bè trÝ díi cèt thÐp däc víi sè lỵng cèt thÐp ngang thêng b»ng 1/5 ~ 1/8 lỵng cốt thép dọc khoảng cách cốt ngang không nên 80cm Mối nối cốt thép dọc phải bố trí so le chỗ hàn nối dài 50cm Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Vì lới cốt thép bố trí liên tục để tăng cờng khả chịu kéo uốn cho mặt đờng, bề dầy BTXM không cốt thép liªn tơc thêng thiÕt kÕ b»ng 0,9 ~ 1,0h (h: bề dầy BTXM không cốt thép dùng làm mặt đờng) Tại chỗ ngừng thi công phải tạo thành thẳng đứng góc với tim đờng, bố trí cấu tạo khe ngang (khoảng cách ngừng thi công từ 100 ~ 2.000m) nên đặt thêm truyền lực dài khoảng 1,0m trớc đổ bê tông tiếp Thanh truyền lực đợc bố trí xen kẽ cốt thép dọc liên tục xuyên qua khe ngừng thi công 1.1.5 Mặt đờng BTXM cốt thép phân tán (sợi thép) Trộn vào bê tông xi măng sợi thép có hàm lợng than thấp sợi thép không rỉ, sợi thủy tinh hay sợi chất dẻo Polime để tạo bê tông xi măng có cốt thép đa hớng, đồng đều, nhờ cờng độ tính chất BTXM thay đổi theo chiều hớng có lợi Khối lợng sợi thép trộn vào BTXM thờng dùng khoảng 1,0 ~ 1,2% theo thể tích bê tông (tức khoảng 0,05 tÊn sỵi thÐp cho 1m BTXM) Sỵi thÐp sử dụng loại có cờng độ chịu kéo từ 550MPa trở lên với đờng kính 0,4 ~ 0,7mm, chiều dài sợi thép 50 ~ 70 lần đờng kính (hoặc 20 ~ 50mm) Việc phân bố sợi thép quy tắc có lợi, với kết cấu chịu tải đa hớng Hỗn hợp BTXM đợc thiết kế nh với trờng hợp BTXM thông thờng nhng phải khống chế cỡ hạt để trộn với sợi thép Nhờ cờng độ tăng đáng kể, bề dầy BTXM sợi thép giảm 0,5 ~ 0,65 bề dầy BTXM mặt đờng ô tô thông thờng khoảng cách khe co (chiều dài tấm) đạt tới 15 ~ 20m Mặt khác môđun đàn hồi bê tông lại không tăng nên lại giảm đợc khả xuất khe nứt 1.1.6 Các loại mặt đờng BTXM ứng suất trớc Việc sử dụng mặt đờng BTXM ứng suất trớc xuất phát từ việc muốn tận dụng khả làm việc bê tông, thép nâng cao khả chống nứt mặt đờng BTXM Các cách tạo ứng suất trớc BTXM nh sau: Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 10 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động kết luận kiến nghị Qua kết nghiên cứu luận văn rút số kết luận kiến nghị nh sau: Tính cần thiết việc sử dụng công nghệ thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) khảo sát đánh giá trạng kết cấu mặt đờng bê tông xi măng cho đờng ôtô sân bay ë ViƯt Nam: ViƯc sư dơng thÝ nghiƯm FWD, HWD khảo sát đánh giá trạng kết cấu mặt đờng bê tông xi măng phục vụ cho công tác quản lý khai thác tính toán tăng cờng đà đợc áp dụng rộng rÃi giới Với định hớng phát triển loại hình kết cấu mặt đờng BTXM đờng ôtô sân bay Việt Nam, cần phải có chiến lợc nghiên cứu, lựa chọn phơng pháp tính toán, giải pháp công nghệ thi công Trong có công tác đánh giá sức chịu tải hữu mặt đờng BTXM để làm sở cho công tác quản lý, khai thác, tu nh thiết kế, cải tạo, nâng cấp trở thành vấn đề cấp thiết Hiện nay, việc sử dụng FWD đánh giá sức chịu tải mặt đờng mềm theo phơng pháp thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) sở phơng pháp AASHTO đà đợc ban hành theo tiêu chuẩn thiết kế đờng 22TCN-274-01 Các kết bớc đầu việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ để đánh giá sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM nói chung đà cho thấy tính khả thi áp dụng công ngệ thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT), tiến tới xây dựng đợc Tiêu chuẩn đánh giá sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM cho đờng ôtô sân bay Việt Nam Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 67 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đờng BTXM cốt thép: a) Về phơng pháp đánh giá sức chịu tải: Hiện nay, Thế giới tồn nhiều phơng pháp tính toán kết cấu mặt đờng BTXM cho đờng ôtô sân bay Trong đó, phơng pháp dựa toán đàn hồi với mô hình moduyn phản lực k Vincler đợc dùng phổ biến có Việt Nam Do phơng pháp đợc lựa chọn đề đánh giá sức chịu tải mặt đờng BTXM cho đờng ôtô sân bay Việt Nam Với phơng pháp dựa toán đàn hồi, thông số đặc trng cho sức chịu tải mặt đờng BTXM moduyn đàn hồi BTXM EPCC, moduyn phản lực k Ngoài ra, khả truyền tải thông số phản ánh sức chịu tải kết cấu Việc xác định đặc trng cho sức chịu tải mặt đờng BTXM dựa vào phơng pháp thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) đợc sử dụng rộng rÃi toàn giới lĩnh vực đánh giá sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM hữu b) Các thông số đo đạc, khảo sát thiết bị khảo sát: Thông số đo đạc phơng pháp thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) chậu võng bề mặt mặt đờng vùng ảnh hởng tải trọng Ngoài ra, ngời ta tiến hành thu thập thêm thông số khác ẩm, nhiệt đặc trng cđa tõng líp vËt liƯu kÕt cÊu ¸o đờng nh: chiều dày, loại vật liệu trình khảo sát Thiết bị đo chậu võng đàn hồi HWD (Heavy Weight Deflectometer) vµ FWD (Falling Weight Deflectometer) cã thĨ mô đợc tải trọng ôtô chạy đờng nh máy bay cất hạ cánh mặt đờng băng sân bay ghi lại xác đựoc biến dạng mặt đờng (chậu võng) Do đợc lựa chọn để đo đạc chậu võng động thÕ giíi Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khóa 11 Trang 68 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động c) Về thuật toán xác định đặc trng sức chịu tải mặt đờng BTXM: Tõ c¸c sè liƯu vỊ chËu vâng, sư dơng toán đàn hồi với mô hình moduyn phản lực k Vincler, sử dụng thuật toán tính ngợc (Back-Calculate) BestFit AREA để xác định đặc trng sức chịu tải tải động mặt đờng BTXM nh đánh giá khả truyền tải khe nối đợc thừa nhận Thế giới có AASHTO Định hớng nghiên cứu Cần phải tiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề liên quan đến sở phơng pháp, nhân tố ảnh hởng đến kết đo đạc, tính toán nh ảnh hởng chế ®é thủ nhiƯt ®iỊu kiƯn ViƯt Nam, s¬ ®å làm việc thực tế hệ mặt đờng dới tác dơng cđa xung lùc CÇn tiÕp tơc triĨn khai việc đo đạc chậu võng thiết bị FWD, HWD trờng tuyến vùng khí hậu, điều kiện khai thác, kết cấu khác Từ kết này, tiến tới hoàn thiện phơng pháp tính toán, thiết kế, nâng cấp cải tạo xây dựng đợc Tiêu chuẩn đánh giá sức chịu tải kết cấu mặt đờng mặt đờng BTXM BTXM cho đờng ôtô sân bay Việt Nam Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 69 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động tài liệu tham khảo AASHTO Guide for Design of Pavement Structure, 1993 Washington D.C.,1993 AASHTO Híng dẫn thiết kế kết cấu mặt đờng ôtô, 1986 Technical advisor "Continuously reinforced concrete pavement” T5080.14; R.J Salter Highway design and Construction Birmingham University 1997 B¸o c¸o kết dự án xây dựng thử nghiệm mặt đờng BTXM CTLT từ Km26+500 - Km27+500 QL12A Quảng Bình - ViÖn KHCN GTVT, 2004 ChØ dÉn thiÕt kÕ mặt đờng BTXM cốt thép mối nối, TCVGT - 2005 Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu mặt đờng BTXM cốt thép mối nối, TCVGT 10 - 2005 Quy trình Thí nghiệm Đánh giá Cờng độ đờng Kết cấu mặt đờng mềm đờng ô tô thiết bị đo động (22 TCN 335-06) PhÇn mỊm ELMOD5, Dynatest International 10 Ioannides, A M., "Theoretical Implications of the AASHTO 1986 Nondestructive Testing Method for Pavement Evaluation", TRR 1307, Transportation Research Board, Washington, DC, 1991 Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khóa 11 Trang 70 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Phụ lục Kết cấu biện pháp thi công mặt đờng btxm ctlt QL12A Kết cấu mặt đờng BTXM CTLT QL12A + ChiỊu dµy líp BTXM CTLT : 24cm ; + Cốt thép dọc loại có gờ, AII, 16, a=15cm (hàm lợng thép 0,54%); + Cốt thép ngang loại có gê, AII, φ12, a=50; Lª Gia Hng – Líp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 71 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động mặt đường btxm cốt thép liên tục m350, rku 45, dày 24cm 1lớp giấy dầu, lớp nylon trắng Lề đường BTXM M200 dày 24cm Cấp phối đá dăm loại 1, dày 18cm cấp phối đá dăm loại 1, dày 18cm đất đắp cấp đầm chặt k = 98 Đá hộc xây vữa M100 dày 25cm lớp đệm dăm sạn dày 10cm 900 50 50 350 350 1.5% 1.5% 50 Đá hộc xây vữa M100 1:1 5 75 1:1 50 75 Đắp đất K = 95 40 40 Kết cấu lề đường Mặt đường BTXM cốt thép liên tục M350, Rku 45, dày 24cm 24 24 Kết cấu mặt đường Mặt đường BTXM M200, dày 24cm lớp giấy dầu Cấp phối đá dăm loại 1, dày 18cm Cấp phối đá dăm loại 1, dày 18cm Đất đắp cấp đầm chặt k = 98 18 18 lớp giấy dầu, lớp nylon trắng Đất đắp cấp đầm chặt k = 98 Hình P.1: Trắc ngang điển hình mặt đờng BTXM CTLT Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 72 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Thiết kế, bố trí dầm neo khe giÃn đặc biệt Hình P.2: Mặt bố trí dầm neo khe giÃn Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 73 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Tạo khe giÃn với gỗ, sau đổ mastic chèn khe Cắt cạnh khe nối thiết bị cắt nhỏ 6 Tấm đệm Cắt cạnh khe nối thiết bị cắt Tấm tăng cường dày 8mm hàn vào dầm đường hàn 6mm Bêtông ximăng phân Tuỳ theo chiều dày Lỗ D4 tăng cường Chiều dày xem bảng 5 Nhùa tỉng hỵp chèng dÝnh Thanh sè 5@20 Thanh sè L= - 20 Thanh sè 4@30 < 100 < 100 < 200 Giíi h¹n cđa mét mối nối đặc biệt có kê Dầm thép, cuối, liên kết neo (liên kết tăng cường), chất chống dính, chất chèn khe, tăng cường, Khe già n đặc biệt Quét nhựa đường chống dính cánh dầm Liên kết neo bố trí phần BTXM phân thông thường Liên kết neo (liên kết tăng cường) Thanh liên kết neo (l/k tăng cường) @ 3/4" x 8" bè trÝ t¹i 18" C/C TÊm ci (Chó ý 5) 3/2" Tf 2" 4" Tw 30 d Khoan lỗ thoát nước cuối 1/4 TYP Bf Mối nối đặc biệt Chiều dày mặt đường BTXM Chiều dày Tấm kê Kích thước dầm cánh rộng Kích thước dầm c¸nh réng d Bf Tf 12 W14 x 68 14.04 10.035 0.720 0.415 10 12 W16 x 57 16.43 7.120 0.714 0.430 11 12 W16 x 57 16.43 7.120 0.714 0.430 12 phóng to Tw 14 W16 x 100 16.97 10.425 0.985 0.585 Vùng cánh dầm có chất kết dính phải làm sạch, sấy khô trước kết dính Các khe nối phải làm sạch, giữ khô Nhiệt độ xung quanh & nhiệt độ Mặt đường phải 10oC & phải tăng lên trước sử dụngkhi chất kết dính Khi vai đường mặt đường BTXM phân thông thường hay mặt đường BTXM cốt thép liên tục khe nối đặc biệt kê kéo dài hết chiều rộng vai đường Tấm thÐp ci cïng cã cïng kÝch th­íc víi phÇn ci dầm cánh rộng hàn vào cuối dầm sau dỡ bỏ ván khuôn Độ dốc ngang cánh dầm phải với độ dốc ngang Mặt đường & vai đường Hình 2: Khe nối chuyển tiếp kiểu già n đặc biệt sử dụng dầm thép Hình P.3: Khe nối chuyển tiếp kiểu giÃn đặc biệt sử dụng dầm thép Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 74 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Công nghệ thi công mặt đờng BTXM CTLT - Trạm trộn BTXM: Trạm trộn IBM 45 Hình P.4: Trạm trộn IBM 45 xe vận chuyển BT (xe Bom) - Máy rải BTXM : Thiết bị rải rải bê tông tự hành GOMACO C45 Hình P.5: Máy rải COMACO C450 Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 75 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp ®éng Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 76 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Thi công dầm neo khe giÃn đặc biệt Hình P.6 : Thi công dầm neo Hình P.7: Lắp ván khuôn, rải cốt thép Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 77 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Tạo nhám Hình P.8 : Công tác tạo phẳng, tạo nhám bề mặt Làm khe Hình P.9: Khe dÃn đặc biệt trớc đổ bê tông Lê Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 78 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Hình P.10: Khe thi công Bảo dỡng Hình P.11: Công tác bảo dưỡng phun tạo màng Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 79 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Hình P.13: Mặt đờng BTXM CTLT sau thời gian sử dụng Hình P.14 Sự đặn khe tạo nhám Lê Gia Hng Lớp Cao học XDCTGT khóa 11 Trang 80 Đánh giá cờng độ mặt đờng BTXM phơng pháp động Hình P.15 Đo khoảng cách vết nứt Hình P.16 Đo độ mở rộng vÕt nøt Lª Gia Hng – Líp Cao häc XDCTGT khãa 11 Trang 81 ... dụng công nghệ thí nghiệm không phá hoại kết cấu (NDT) khảo sát đánh giá trạng kết cấu mặt đờng bê tông xi măng cho đờng ? ?tô sân bay Việt Nam: 67 Lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đờng... tài Nghiên cứu lựa chọn công nghệ đánh giá sức chịu tải mặt đờng bê tông xi măng Đối tợng nghiên cứu: Các thiết bị đo đạc phơng pháp tính toán, xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng BTXM... BTXM Nội dung đề tài: - Nghiên cứu, lựa chọn phơng pháp xác định đặc trng sức chịu tải kết cấu mặt đờng b? ?tông xi măng b? ?tông xi măng cốt thép - Tìm hiểu, nghiên cứu lựa chọn thiết bị đo đạc chậu