Nghiên cứu đánh giá hệ số a trong phương pháp đo trực tiếp dưới bánh xe

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài : Áo đường được xem là đủ cường độ nếu như dưới tác dụng của tải trọng trùng phục do xe chạy trong suốt thời hạn đã định nó vẫn giữ tính toàn khối và độ bằng phẳng của bề mặt tầng phủ . Cường độ mặt đường mềm sẽ bị phá hoại theo các điều kiện sau : 1, Phát sinh các biến dạng dư khi xảy ra phá hoại sự cân bằng giới hạn về trượt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết của áo đường ( Như cát , sỏi , . . . ) 2, Phát sinh ứng suất kéo khi vượt quá giới hạn bền gây ra các vết nứt trong các lớp toàn khối của áo đường ( Như bê tông nhựa , đất , đá giá cố chất liên kết vô cơ, . . .) Các điều kiện về trạng thái giới hạn đó đều có liên quan với độ võng đàn hồi dưới tải trọng . Đây là một đại lượng mà qua nhiều nghiên cứu , đặc trưng cho cường độ của áo đường mềm . Vì thế qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 21193 hiện đang áp dụng phương pháp tính toán áo đường dựa theo ba tiêu chuẩn về trạng thái giới hạn : Độ võng đàn hồi (hay mô đun đàn hồi) của áo đường dưới tải trọng , sức chịu uốn của các lớp toàn khối và sức chống trượt của đất nền và các lớp vật liệu kém dính kết . Tuy nhiên khi đánh giá cường độ thực tế của kết cấu áo đường mềm người ta vẫn dùng chủ yếu là độ võng đàn hồi (hay mô đun đàn hồi) vì tuy độ võng đàn hồi lớn nhất trong bản thân nó không phải là đặt trưng cho cường độ , nhưng lại có quan hệ chặt chẽ với hai chỉ tiêu kia. Ở nước ta hiện nay , đo độ võng đàn hồi ( hay mô đun đàn hồi) là một tiêu chuẩn trạng thái giới hạn chủ yếu của áo đường khi thử nghiệm chúng . Điểm cơ bản của tiêu chuẩn này là việc đo được các trị số đó khá đơn giản trong những điều kiện hiện trường . Để đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu áo đường thường dùng hai phương pháp chính là : Phương pháp phá hoại mẫu và phương pháp không phá hoại mẫu. Phương pháp phá hoại mẫu : Theo phương pháp này , người ta tiến hành khoan lấy mẫu trong các lớp kết cấu của các lớp kết cấu mặt đường rồi thông qua các thí nghiệm trong phòng để xác định các thông số tính toán , từ đó dự báo năng lực chịu tải của kết cấu . Do không thể lấy quá nhiều mẫu trên mặt đường nên các thông số phản ánh tình trạng mặt đường thông qua các thí nghiệm thường mang tính cục bộ nhất định . Phương pháp đánh giá không phá hoại mẫu : Đánh giá theo phương pháp không phá hoại mẫu thường được tiến hành bằng cách đo độ võng trên bề mặt đường để dự tính khả năng chịu tải của kết cấu mặt đường . Phương pháp 2 đo độ võng thường dùng là : đo bằng tấm ép cứng , bằng cần Benkenmen , bằng thiết bị FWD (Falling Weight Deflectormeter) (Chi tiết xem phụ lục kèm theo ). Phương pháp xác định mô đun đàn hồi phổ biến hiện nay là dùng cần Benkenmen để đo độ võng đàn hồi dưới bánh xe kép của tải trục đơnbánh kép. Theo đó sau khi xác định được độ võng đặc trưng của cả kết cấu áo đường _ LDT , ta tiến hành thay vào công thức () sau đây và xác định mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đường: ( ) DT DH L E p D . 1 2 . μ α − = () Trong đó : P : áp lực tiêu chuẩn ; p = 6 daNcm2 D : đường kính tương đương của diện tích vệt bánh xe tiêu chuẩn D=33 cm μ : Hệ số Poatxông ; μ = 0.30 LDT : độ võng đàn hồi dặt trưng của đoạn đường thử nghiệm. α : hệ số xét đến ảnh hưởng do bánh kép gây ra ( Dương ngọc Hải , Nguyễn Xuân Trục Thiết Kế Đường Otô tập 2Nhà Xuất bản Giáo Dục). Trong thực tế nhiều nhà thầu than phiền về công thức () xác định mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đường , vì theo họ hệ số a = 0.693 ( qui trình 22TCN25198 ) là quá bé , nên dẫn đến DH E xác định được trên từng đoạn đường cũng quá nhỏ nên khó khăn để đạt yêu cầu, mặt dù các nhà thi công làm đúng theo các yêu cầu thiết kế . Ứng với mỗi qui trình khác nhau thì trị số α này cũng khác nhau ; +Với qui trình Trung Quốc thì α = 0.712. + Với qui trình Việt Nam : Theo quyết định số 1047QĐKT4 của Bộ GTVT ngày 1051979, α =1.0 Theo tiêu chuẩn 22TCN21193 , a = 0.6 khi lđt 1.5cm thì hệ số α sẽ được xác định bằng cách tiến hành thực nghiệm đối chiếu cường độ tính từ dưới lên và 0.6