Nghiên cứu lựa chọn kết cấu tầng móng kết cấu áo đường cải thiện khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe sử dụng vật liệu tại thành phố Đà Nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN LÊ VŨ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN KẾT CẤU TẦNG MÓNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CẢI THIỆN KHẢ NĂNG KHÁNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE SỬ DỤNG VẬT LIỆU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng : 8580205 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Trung Việt Phản biện 1: PGS.TS Châu Trường Linh Phản biện 2: TS Nguyễn Văn Châu Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng họp trường Đại học Bách khoa vào ngày 21 tháng 12 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trên giới, Bêtơng Nhựa (BTN) xem vật liệu tốt nh ất phổ biến để làm lớp mặt cho đường ô tô Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ kéo theo thay đổi nhiều yếu tố làm ảnh hưởng đến tuổi thọ kết cấu mặt đường BTN: nhiệt đ ộ, độ ẩm khơng khí, tải trọng xe lưu thơng,…Trong kỷ XXI, tốc độ phát triển nhanh đặt yêu cầu cấp thiết cho nhà nghiên cứu, kỹ sư phải khơng ngừng tìm tịi áp dụng ngun lý, phương pháp tính tốn phù hợp với thực tiễn để làm tăng tuổi thọ kết cấu mặt đường Trong 10 năm gần đây, tượng hằn lún vệt bánh xe mặt đường BTN lên vấn đề nóng ngành giao thơng vận tải Việt Nam Ở nước ta nay, việc đánh giá sức chịu tải KCAD trước thi cơng đại trà khơng có, khơng có mơ hình thực nghiệm giới, kết cấu ta đánh giá thơng qua tiêu thí nghiệm phịng Hơn nữa, chi phí cho việc lựa chọn, thiết kế KCAD ta chiếm tỷ trọng lớn kỹ sư gặp nhiều khó khăn việc lựa chọn vật liệu phù hợp với địa phương khác Tiêu chuẩn tính tốn cho thông số vật liệu chung tồn lãnh thổ Việt Nam, điều khơng thực tế đặc biệt điều kiện biến đổi khí hậu Từ phân tích trên, dựa mơ hình thí nghiệm Việt cộng phát triển năm 2017 đánh giá HLVBX cho KCAD [Bao et al 2017 ], lựa chọn đề tài “Nghiên cứu lựa chọn kết cấu tầng móng kết cấu áo đường cải thiện khả kháng hằn lún vệt bánh xe sử dụng vật liệu thành phố Đà Nẵng” Mục tiêu nghiên cứu - Phân tích khả kháng hằn lún vệt bánh xe cho số kết cấu áo đường sử dụng vật liệu thành phố Đà Nẵng - So sánh đề xuất kết cấu phù hợp với điều kiện thành phố Đà Nẵng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu cho 02 loại tầng móng khác nhau: sử dụng không sử dụng chất gia cố xi măng (CPĐD GCXM) - Các vật liệu sử dụng thành phố ĐN - Xét ảnh hưởng tải trọng tốc độ khai thác Phương pháp nghiên cứu - Phân tích, tổng hợp lý thuyết kết nghiên cứu trước - Xây dựng mô hình thực nghiệm để quan trắc đo đạc, phân tích kết CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG VÀ HIỆN TƯỢNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE 1.1 Mở đầu Trong chương trình bày dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa, phân tích nguyên nhân số giải pháp khắc phục 1.2 Các dạng hư hỏng mặt đường BTN 1.2.1 Nứt bề mặt - Nứt mỏi - Nứt dọc: - Nứt thành lưới: - Nứt phản ánh: 1.2.2 Trượt trồi mặt BTN Khi làm việc nhiệt độ cao, điều bất lợi mặt đường bê tông nhựa cường độ chống trượt giảm, mặt đường chịu lực đứng bánh xe phải chịu tác dụng lực ngang xe hãm phanh khởi hành hay tăng tốc, làm cho mặt đường thường tồ n dạng hư hỏng trượt hay dồn nhựa mặt đường (do ứng suất cắt trượt) lún vệt bánh xe (biến dạng dẻo tích lũy biến dạng dẻo) 1.2.3 Hằn lún vệt bánh xe (HLVBX) HLVBX tượng mặt đường bị lún xuống theo phương dọc vệt bánh xe, biểu thị tích lũy biến dạng vĩnh cửu gia tăng tác dụng tải trọng lặp bánh xe 1.3 Nghiên cứu vệt hằn bánh xe nước giới 1.3.1 Một số nghiên cứu nước - Nguyễn Ngọc Lân (2015) phân tích ảnh hưởng củ a nhũ tương đến hằn lún vệt bánh xe BTN lớp - Nguyễn Huỳnh Tấn Tài Trần Thiện Nhân (2016) nghiên cứu ứng dụng hỗn hợp đá dăm vữa nhựa việc chống hằn lún vệt bánh xe 1.3.2 Một số nghiên cứu giới - Amir Golalipour cộng ( 2012) nghiên cứu ảnh hưởng cốt liệu đến hằn lún vệt bánh xe mặt đường BTN - Hui Wang, Zepeng Fan, Jiupeng Zhang (2016) nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng trục nhiệt độ đến HLVBX 1.4 Kết luận Phần đầu chương, dạng hư hỏng mặt đường BTN tổng hợp đồng thời số giải pháp cải thiện giới thiệu dựa nguyên nhân gây dạng phá hoại củ a mặt đường BTN Luận văn tổng hợp số nghiên cứu giới nước, nghiên cứu nước tập trung vào cải thiện thành phần h ạt BTN nhiều nghiên cứu giới ảnh hưởng lớp móng đến HLVBX Các mơ hình tiên tiến full-scale mơ gần v ới thực tế sử dụng để đánh giá HLVBX, chi phí để xây d ựng cao Việc áp dụng cách khuôn khổ phương pháp Wheel Tracking Quyết định số 1617/QĐ-BGTVT BGTVT nước ta nguyên nhân dẫn đến nhiều cơng trình dù nghiên cứu, tư vấn kỹ x ảy h ằn lún Đặc biệt việc bỏ qua ảnh hưởng kết cấu tầng móng thí nghiệm, phân tích nguyên nhân CHƯƠNG QUY HOẠCH MẪU VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM HẰN LÚN VỆT BÁNH XE 2.1 Dự kiến kích thước mẫu thí nghiệm: gồm mẫu sau Ech = 191,46 (MPa) CPDD Loai I GCXM E2=300Mpa CPDD E2=600MPa 14 (1) Ech = 189,74 (MPa) BTNC 19 BTNC 19 BTNC 19 (2) CPDD Loai I E2=300Mpa E0=96Mpa CPDD lo?i II E1=250MPa 36 CPDD loai II E1=250Mpa CPDD loai II E1=250Mpa E0=46Mpa E0=62MPa Ech = 190,64 (MPa) Ech = 186,37 (MPa) BTNC 19 (4) BTNC 19 (4) CPDD GCXM E2=600Mpa CPDD GCXM E2=600Mpa CPDD loai II E1=250Mpa E0=84Mpa CPDD loai II E1=250Mpa CPĐD lấy mỏ Phước Tường E0=34Mpa LƯỢNG LỌT SÀNG(%) Hình 2.1: Hình dạng và kích thước mẫu thí nghiệm 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0.01 0.05 0.25 1.25 CỠ SÀNG (MM) Hình 2.2: Thành phần hạt BTN 6.25 120 Thành phần hạt CPĐD D25 Cận Cận 100 80 60 40 20 0.075 0.475 2.36 4.75 9.5 19 25 37.5 Hình 2.3: Thành phần hạt CPĐD Dmax25 và CPĐD GCXM 120 100 80 60 40 20 0.075 0.475 2.36 Thành phần hạt CPĐD D37.5 4.75 9.5 Cận 19 37.5 Cận Hình 2.4: Thành phần hạt CPĐD Dmax37.5 Thành phần hạt vật liệu có vài thành phần hạt khơng đ ạt yêu cầu, điều giải thích điều kiện thực tế không đ ạt yêu cầu TCVN thí nghiệm phịng 2.2 Thí nghiệm xác định dung trọng khơ lớn độ ẩm tốt vật liệu 2.2.1 Kết thí nghiệm vật liệu CPĐD D37,5 - Độ ẩm lèn chặt tốt hiệu chỉnh: 4.5%; - Dung trọng khô lớn hiệu chỉnh: 2.30 g/cm3 2.2.2 Kết thí nghiệm vật liệu CPĐD D25 - Độ ẩm lèn chặt tốt hiệu chỉnh: 5.3% - Dung trọng khô lớn hiệu chỉnh: 2.31 g/cm 2.2.3 Kết thí nghiệm vật liệu CPĐD GCXM 6% - Độ ẩm lèn chặt tốt hiệu chỉnh: 4.9% - Dung trọng khô lớn hiệu chỉnh: 2.34 g/cm 1.1.19 1.1.20 1.1.20 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.19 1.1.18 LWD đáy móng mẫu số 4-1 LWD đáy móng mẫu số 4-2 1.1.17 20 1.1.18 30 1.1.17 40 1.1.16 50 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 10 1.1.8 10 1.1.9 1.1.7 20 1.1.8 1.1.7 1.1.17 1.1.18 1.1.19 1.1.20 1.1.19 1.1.20 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 1.1.18 LWD đáy móng mẫu số 2-1 LWD đáy móng mẫu số 2-2 1.1.16 40 1.1.17 60 1.1.15 80 1.1.16 100 1.1.14 120 1.1.15 140 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.8 1.1.7 20 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) 20 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) Ed(MPa) 40 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) 2.3 Đo modulus đàn hồi lớp đáy móng 120 100 80 60 LWD đáy móng mẫu số 1-1 LWD đáy móng mẫu số 1-2 70 60 50 40 30 LWD đáy móng mẫu số 3-1 LWD đáy móng mẫu số 3-2 Hình 2.18: Kết modulus Eđ lớp đáy móng 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1… 1.1.9 1.1.10 40 1.1.9 1.1.8 40 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) LWD móng mẫu số 2-1 LWD móng mẫu số 2-2 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 80 1.1.16 120 1.1.17 160 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) 40 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Ed(MPa) Ed(MPa) 2.4 Đo modulus đàn hồi của lớp móng 200 160 120 LWD móng mẫu số 1-1 LWD móng mẫu số 1-2 80 120 80 LWD móng mẫu số 3-1 LWD móng mẫu số 3-2 160 120 80 LWD móng mẫu số 4-1 LWD móng mẫu số 4-2 Hình 2.21: Kết modulus Eđ lớp móng CPĐD loại II Thí nghiệm độ chặt lớp móng CPĐD loại II Vị trí Chiều sâu 11cm 10cm 10cm V01 (g) 9871 7636 7900 V02 (g) 8221 6065 6308 V11 (g) 8221 7570 7806 V12 (g) 4712 4101 4645 Vđ (g) 3161 3078 2574 W (%) 1,39 1,38 1,39 ɣw (g/cm3) 2,482 2,367 2,395 ɣk (g/cm3) 2,45 2,34 2.36 Độ chặt 1,06 1,01 1,02 11cm 9871 8221 8221 4712 3161 1,39 2,462 2,45 1,004 2.5 Thi cơng lớp móng CPĐD loại I 160 120 80 LWD lớp móng mẫu số 3-1 LWD lớp móng mẫu số 3-2 40 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.9 1.1.10 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 Hình 2.26: Biểu đồ đo mô-đun vị trí móng CPĐD loại I Thí nghiệm độ chặt lớp móng CPĐD loại V01 V02 V11 V12 Vđ ɣw W ɣk Độ Vị Chiều trí sâu (g) (g) (g) (g) (g) (%) (g/cm ) (g/cm ) chặt 10cm 7082 5473 7065 3265 3499 1,24 2,33 2,30 1,00 3 2.5.4 Thi cơng lớp móng CPĐD gia cố xi măng 400 300 250 LWD móng CPĐD GCXM 4% mẫu số 1-1 LWD móng CPĐD GCXM 4% mẫu số 1-2 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.9 1.1.10 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 200 1.1.1 Ed(Mpa) 350 10 400 Ed(MPa) 350 300 LWD lớp BTN mẫu số 2-1 250 LWD lớp BTN mẫu số 2-2 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.9 1.1.10 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.1 1.1.2 200 450 Ed(MPa) 400 350 300 LWD lớp BTN mẫu số 3-1 250 LWD lớp BTN mẫu số 3-2 1.1.20 1.1.19 1.1.18 1.1.17 1.1.16 1.1.15 1.1.14 1.1.13 1.1.12 1.1.11 1.1.10 1.1.9 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 200 450 400 350 300 250 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.… 1.1.8 1.1.7 1.1.6 1.1.5 1.1.4 1.1.3 1.1.2 1.1.1 1.1.… LWD lớp BTN mẫu số 4-1 200 1.1.9 Ed(MPa) 500 ĐỘ LÚN (MM) Hình 2.37: Kết đo Ed cho lớp mặt BTN 2.8 Kết đo HLVBX(RD): 2.8.1 Kết đo RD mẫu M1 18 16 14 12 10 V=6km/h- p=0.65 MPa V=6km/h- p=0.60 MPa V=8km/h- p=0.65 MPa 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG Hình 2.43: Kết đo HLVBX cho kết cấu M1 với cấp tải trọng và tốc độ khác 11 2.8.2 Kết đo RD mẫu M2 Hình 2.44: Kết đo HLVBX cho kết cấu M2 với cấp tải trọng và tốc độ khác 2.8.3 Kết đo RD của mẫu M3 Hình 2.45: Kết đo HLVBX cho kết cấu M3 với cấp tải trọng và tốc độ khác 2.8.4 Kết đo RD của mẫu M4 Hình 2.46: Kết đo HLVBX cho kết cấu M4 với cấp tải trọng và tốc độ khác 12 Sau 2000 lượt đầu tiên, độ lún tăng nhanh chậm dần tăng số lượt tác dụng.Từ kết đo RD vệt lún trường nhận thấy kết nhận từ mơ hình thí nghiệm thực phù hợp 2.10 Kết luận Luận văn xây dựng mơ hình thí nghiệm với k ết cấu thực để đảm bảo kết thí nghiệm sát với thực tế nay, vật liệu sử dụng từ nguyên mẫu mỏ trạm sản xuất Sau mơ hình thí nghiệm hồn thiện, số mô đun đàn hồi động Eđ cho lớp vật liệu đo đạt dựa thiết bị LWD Phần cuối chương, mơ hình đo RD nhóm N.X Bách T.T.Việt (2018) phát triển áp dụng để xác định RD ứng với điều kiện khác V (6;8 km/h), p (0.6; 0.65 MPa) Kết độ lún RD sau 20000 lượt trường gía trị xuất từ thiết bị tương đồng, điều khẳng định thiết bị thí nghiệm cho số liệu tin cậy Đây sở để luận văn sử dụng chuỗi kết đo chương tiến hành phân tích xây dựng phương trình tương quan chương sau CHƯƠNG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TẦNG MÓNG ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG HẰN LÚN CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 3.1 Phân tích ảnh hưởng tải trọng đến RD ĐỘ LÚN (mm) 20 15 10 Experimental M1.1-6km/h0,65MPa 0 5000 10000 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG 15000 20000 Hình 3.1: Biểu đồ so sánh cấp tải trọng với kết cấu có nhiệt độ 60 C và tốc độ 6km/h-mẫu 13 Hình 3.2: Biểu đồ so sánh cấp tải trọng với kết cấu có nhiệt độ 60 C và tốc độ 6km/h-mẫu Hình 3.3: Biểu đồ so sánh cấp tải trọng với kết cấu có nhiệt độ 60 C và tốc độ 6km/h-mẫu Hình 3.4: Biểu đồ so sánh cấp tải trọng với kết cấu có nhiệt độ 60 C và tốc độ 6km/h-mẫu Từ hình 3.1, 3.2, 3.3 3.4, ta thấy mẫu có nhiệt độ tốc độ thí nghiệm mẫu có tải trọng tác dụng tăng (tăng 0,6 lên 0,65MPa) dẫn đến độ sâu HLVBX tăng (tăng 15 đến 29%) 14 3.2 Phân tích ảnh hưởng tốc đợ đến RD ĐỘ LÚN (mm) 20 15 10 Experi mental M1.1-6km/h-0,65MPa Experi mental M1.1-8km/h-0,65MPa 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tốc độ với kết cấu có nhiệt độ 60 C và cấp tải trọng 0.65MPa-mẫu Hình 3.6: Biểu đồ so sánh tốc độ với kết cấu có nhiệt độ 60 C và cấp tải trọng 0.65MPa-mẫu Hình 3.7: Biểu đồ so sánh tốc độ với kết cấu có nhiệt độ 60 C và cấp tải trọng 0.65MPa-mẫu 15 ĐỘ LÚN (MM) Hình 3.8: Biểu đồ so sánh tốc độ với kết cấu có nhiệt độ 60 C và cấp tải trọng 0.65MPa-mẫu Đối với mẫu có nhiệt độ cấp tải trọ ng m ẫu có tốc độ thí nghiệm giảm (giảm từ 8km/h xuống 6km/h) thí độ sâu HLVBX tăng (tăng 15%) 3.3 Phân tích ảnh hưởng lớp móng gia cố xi măng đến HLVBX 22 20 18 16 14 12 10 Experimental M1-6km/h0.6MPa 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0 18000.0 20000.0 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG ĐỘ LÚN (MM) Hình 3.9: So sánh kết cấu sử dụng móng GCXM 14cm, 10cm và không sử dụng vật liệu GCXM với v= 6km/h và p= 0.6MPa 22 20 18 16 14 12 10 Experimental M1-6km/h-0.65MPa Experimental M2-6km/h-0.65MPa 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0 18000.0 20000.0 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG 16 Hình 3.10: So sánh kết cấu sử dụng móng GCXMg 14cm, 10cm và không sử dụng vật liệu GCXM với v= 6km/h và p= 0.65MPa 18 16 ĐỘ LÚN (MM) 14 12 10 Experimental M1-8km/h-0.6MPa Experimental M2-8km/h-0.6MPa 0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0 18000.0 20000.0 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG Hình 3.11: So sánh kết cấu sử dụng móng GCXM 14cm, 10cm và không sử dụng vật liệu GCXM với v= 8km/h và p= 0.6MPa 20 18 16 ĐỘ LÚN (MM) 14 12 10 Experimental M1-8km/h-0.65MPa Experimental M2-8km/h-0.65MPa Experimental M3-8km/h-0.65MPa Experimental M4-8km/h-0.65MPa 0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0 18000.0 20000.0 SỐ LƯỢT TÁC DỤNG Hình 3.12: So sánh kết cấu sử dụng lớp móng GCXM 14cm, 10cm và không sử dụng vật liệu GCXM với v= 8km/h và p= 0.65MPa Ta thấy cấp tải trọng, nhiệt độ tốc độ thí nghiệm mẫu KCAD có móng gia cố xi măng có khả kháng lún tốt kết cấu khơng sử dụng móng gia cố xi măng (7 -18%), k ết cấu móng GCXM có chiều dày 14cm kháng lún tốt kết cấu móng GCXM có chiều dày 10cm (3,5-9%) 3.4 Phân tích ảnh hưởng hàm lượng xi măng đến HLVBX Từ kết thực nghiệm trên, ta tiến hành so sánh, phân tích ảnh hưởng 17 hàm lượng XM đến HLVBX mặt đường BTN Kết hình 3.13 20 (1 ) RD (mm) 15 10 GCXM 4%-14cm GCXM 6%-10cm GCXM 6%-14cm 0 5000 16 14 12 10 (2) GCXM 4%-14cm GCXM 6%-10cm GCXM 6%-14cm 10000 15000 20000 5000 N 20 (3) RD (mm) 15 GCXM 4%-14cm GCXM 6%-10cm 10 GCXM 6%-14cm 0 5000 10000 15000 20000 N 16 14 12 10 10000 15000 20000 N (4) GCXM 4%-14cm GCXM 6%-10cm GCXM 6%-14cm 5000 10000 15000 20000 N Hình 3.13 Kết so sánh HLBX kết cấu có móng CPDD GCXM: (1) – v=6km/h-p=0.65MPa; (2) v=6km/h-p=0.60MPa; (3) v=8km/h-p=0.65MPa; (4) v=8km/h-p=0.60MPa Với chiều dày (14cm) sử dụng lớp móng có %GCXM nhỏ có HLBX lớn hơn: Tuy nhiên, từ kết trên, ta th v ới kết cấu có lớp móng GCXM 6% dày 10cm cho HLBX tương đương với kết cấu có lớp móng GCXM 4% dày 14cm cấp tốc độ 8km/h, với cấp tốc độ km/h kết cho thấy với 4%GCXM cho HLBX lớn 6%-14cm bé 6%-10cm Để thấy rõ kết hơn, ta xem HLBX 20000 lượt Với kết cấu mặt đường có sử dụng lớp móng CPĐD GCXM 6% với chiều dày 14cm cho HLBX mặt đường nhỏ nhất, khi sử dụng kết cấu với 6%XM dày 10cm cho HLBX lớn nhất: kết có th ể giải thích tăng chiều dày hàm lượng XM đ ộ 18 cứng lướp móng tăng lên, điều làm giảm HLBX tổng th ể KCAĐ 20 V=6km/ hp=0.65 MPa RD (mm) 18 16 14 12 đường Kết cấu áo Hình 3.14 Ảnh hưởng hàm lượng XM đến HLBX 3.6 Phân tích ảnh hưởng mơ đun đàn hời đợng, tải trọng, nhiệt độ tốc độ đến độ sâu vệt hằn bánh xe RD Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ mô đun KCAĐ, tải trọng, nhiệt độ và tốc độ đến độ sâu vệt hằn bánh xe Như vậy, kết cấu, cấp tải trọng tốc độ đ ầu luận văn tổ hợp cho RD lớn tổ hợp 0.65MPa-6km/h, tổ h ợp cho RD nhỏ tổ hợp 0.6MPa-8km/h 3.7 Phương trình tương quan Eđ, T, q, V N đến vệt hằn bánh xe RD 3.7.1 So sánh kết RD theo mơ hình thí nghiệm đo với kết RD theo công thức thực nghiệm Từ kết thí nghiệm kết tính theo phương pháp thực nghiệm Tại mẫu có cấp tải trọng tốc độ thí nghiệm ta thấy chênh lệch kết 19 Hình 3.16: Biểu đồ quan hệ số lượt tác dụng và độ lún mẫu 2, nhiệt độ 60 C cho cấp tải 0.65Mpa và tốc độ 6km/h theo công thức thực nghiệm và theo kết đo mô hình thí nghiệm Từ kết trên, ta nhận thấy xu hướng kết đường có RD theo cơng thức thực nghiệm đường có RD theo kết đo mơ hình giống nhau, điều có RD tăng dần theo số lượt tải chạy qua, sau 20000 lượt độ lún RD mơ hình thí nghiệm lớn RD công thức AASHTO 1993 Ta nhận thấy, kết từ phương trình dự báo RD xét đên ảnh hưởng Eđ, T, q N không giống với kết từ mơ hình thí nghiệm, điều cho thấy cần phải xét đến vận tốc lập phương trình để dự báo HLVBX 3.7.2 Phương trình tương quan Eđ, T, q, V N đến vệt hằn bánh xe RD Với số liệu xác định chương 2, đ ể xác đ ịnh hệ số model đề xuất, luận văn sử dụng mơ hình interactive nonlinear để tìm phương trình tương quan (cơng cụ nlinfit matlap) - Đối với kết cấu sử dụng không sử dụng móng gia cố xi măng: RD=-0.8286+3,4821*N 0.2761 *q 4.111 -1.1856.10 -4 *E2.6128 *T1.4678 +0.8295*N0.4038 *V-0.7961 (3.1) - Đối với kết cấu không sử dụng móng gia cố xi măng: RD=2.8238+85.3775*N 0.6174 *q 21.5950 0.2685*E0.1304*T0.3826+0.9926*N0.3824 *V-0.5667 (3.4) 20 - Đối với kết cấu sử dụng móng gia cố xi măng: RD=-2.289+16.5405*N 0.1431 *q 5.271 -3.0534*10 -4 *E2.1728 *T1.2306 +0.5730*N0.4293 *V-0.627 (3.7) - Đánh giá mơ hình đề xuất với kết thực nghiệm: Hình 20: So sánh kết Proposed Model với thực nghiệm cho mẫu Ta thấy kết mơ hình gần với thực nghiệm Tuy nhiên ta thấy để có kết xác hơn, KCAD khơng sử dụng móng gia cố xi măng ta nên sử dụng cơng th ức (3.4), cịn KCAD sử dụng móng gia cố xi măng ta sử dụng công thức (3.1) (3.7) 3.8 So sánh lựa chọn kết cấu tầng móng 3.8.1 Khái toán cho kết cấu M1: Kinh phí thi cơng tính cho 100m mẫu 1: 54.770.000 đờng 3.8.2 Khái tốn cho kết cấu M2: Kinh phí thi cơng tính cho 100m mẫu 2: 57.547.000 đờng 3.8.3 Khái tốn cho kết cấu M3 Kinh phí thi cơng tính cho 100m mẫu 3: 53.640.000 đờng 3.8.4 Khái tốn cho kết cấu M4 Kinh phí thi cơng tính cho 100m mẫu 4: 58.711.000 đồng 21 3.8.5 So sánh lựa chọn tầng món: Từ kết phân tích trên, luận văn đề xuất sử dụng kết cấu M1 để thiết kế cho kết cấu đường nhằm tăng khả kháng hằn lún đảm bảo tốn chi phí không cao 3.9 Kết luận Trong chương này, luận văn tập trung phân tích ảnh hưởng Eđ, T, q, V N đến vệt hằn bánh xe mặt đường BTN Kết phân tích ảnh hưởng rõ lớp móng đến kh ả khán HLVBX mặt đường BTN Từ đó, mơ hình dự báo giá trị RD mặt đường BTN đề xuất Ở phần đầu chương, luận văn tiến hành xác định trị số RD theo tiêu chuẩn AASHTO 1993 với thông số vật liệu theo điều kiện Mỹ trị số Modun đàn hồi theo kết mơ hình thí nghiệm Kết so sánh mơ hình thí nghiệm theo AASHTO cho th việc sử dụng kết thí nghiệm thiết bị thí nghiệm phù h ợp, đ ủ dộ tin cậy Ở phần tiếp theo, luận văn sử dụng mơ hình tương tác nonlinear để xây dựng mơ hình dự báo RD xét đên ảnh hưởng Eđ, T, q, V N Kết phân tích model (3.1), (3.4), (3.7) cho k ết qu ả phù hợp với kết thực nghiệm Ở phần cuối chương, luận văn tiến hành phân tích đơn giá cho kết cấu khác đề xuất sử dụng kết cấu M1 (lớp móng CPĐD-GCXM 4% dày 14cm) cho hiệu kinh tế kỹ thuật KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết đạt được: Trong chương 1, luận văn tập trung tổng hợp dạng phá hoại kết cấu mặt đường BTN tượng HLVBX Các nghiên cứu để tăng cường khả kháng hằn lún vệt bánh xe BTN giới tổng hợp Phần đầu chương, d ạng hư h ỏng mặt đường BTN tổng hợp đồng thời số giải pháp cải thiện giới thiệu dựa nguyên nhân gây dạng phá hoại 22 mặt đường BTN Từ dạng phá hoại tổng hợp trên, luận văn tiếp tục sâu phân tích nguyên nhân gây tượng HLVBX Từ nghiên cứu giới đánh giá khả kháng hằn lún mặt đường BTN dựa phương pháp thí nghiệm Wheel Tracking tồn nhiều khuyết điểm Ở ph ần c chương, luận văn tổng hợp số nghiên cứu giới nước nâng cao khả kháng hằn lún vệt bánh xe cho m ặt đường BTN Phần lớn nghiên cứu nước tập trung vào c ải thiện thành phần hạt BTN, nhiều nghiên cứu th ế giới ảnh hưởng lớp móng đến hằn lún vệt bánh xe, mơ hình tiên tiến full-scale mơ gần với thực tế sử dụ ng để đánh giá HLVBX, nhiên chi phí để xây dựng cao Từ kết đưa kết nghiên cứu phù hợp thời gian ngắn, luận văn tập trung nghiên cứu: - Nghiên cứu cho kết cấu mặt đường khác tầng móng (3 kết cấu sử dụng vật liệu gia cố xi măng kết cấu không sử dụ ng vật liệu gia cố xi măng) - Mặt đường lớp BTN C19 dày 7cm - Thí nghiệm nhiệt độ 60 o C - Áp lực tính tốn 0.6, 0.65MPa - Vận tốc thay đổi 8km/h Trong chương 2, luận văn xây dựng mơ hình thí nghiệm với kết cấu thực KCAD cho mặt đường BTN Sau mơ hình thí nghiệm hồn thiện, số mô đun đàn hồi động Eđ cho lớp vật liệu đo đạt dựa thiết bị LWD Phần cuối chương, mơ hình đo RD nhóm N.X Bách T.T.Việt (2018) phát triển áp dụng để xác định RD cho kết cấu mặt đường: M1, M2, M3, M4 với điều kiện khác V (6,8 km/h), p (0.6, 0.65 MPa) Kết độ lún RD sau 20000 lượt trường giá trị xuất từ thiết bị tương đồng, điều khẳng định thiết bị thí nghiệm cho số liệu tin cậy Trong chương này, luận văn tập trung phân tích ảnh hưởng Eđ, T, q, V N đến vệt hằn bánh xe mặt đường BTN Kết 23 phân tích ảnh hưởng rõ lớp móng đến khả khán g HLVBX mặt đường BTN Từ đó, mơ hình dự báo giá trị RD mặt đường BTN đề xuất Luận văn sử dụng mơ hình tương tác nonlinear để xây dựng mơ hình dự báo RD xét đến ảnh hưởng Eđ, T, q, V N Kết phân tích model (3.1), (3.4), (3.7) cho kết phù hợp với kết thực nghiệm nhất: Đối với tất kết cấu áo đường: RD=-0.8286+3,4821*N 0.2761 *q4.111 -1.1856.10 -4 *E2.6128 *T1.4678 +0.8295*N0.4038 *V-0.7961 R2 =0.9570 Đối với kết cấu khơng sử dụng móng gia cố xi măng: RD=2.8238+85.3775*N 0.6174 *q21.5950 0.2685*E0.1304*T0.3826+0.9926*N0.3824*V-0.5667 R2 =0.9975 Đối với kết cấu sử dụng móng gia cố xi măng: RD=-2.289+16.5405*N 0.1431 *q5.271 -3.0534*10 -4 *E2.1728 *T1.2306 +0.5730*N0.4293 *V-0.627 R2 =0.9850 Với T=60 C Luận văn phân tích đề xuất kết cấu móng CPĐDGCXM4% dày 14cm cho hiệu kinh tế kỹ thuật Kết luận: Hiện tượng lún vệt bánh xe vấn đề nan giải củ a ngành Giao thông không nước ta mà giới, việc nghiên cứu đầy đủ yếu tố đến vệt hằn bánh xe cơng việc có tính cấp bách, cần thiết Qua nghiên cứu thấy rằng, xây d ựng mơ hình nghiên cứu ảnh hưởng mô đun đất nền, vận tốc, nhiệt độ tải trọng trục xe nghiên cứu có tính chiến lược nghiên cứu cần thiết để làm sở điều chỉnh bổ sung trị số Quyết định số1617/QĐ-BGTVT làm sở định hướng thay đ ổi điều kiện phương pháp MEPDG vào điều kiện Việt Nam 24 Một số kết luận rút từ nghiên cứu trên, áp dụng cho điều kiện nghiên cứu: - Ảnh hưởng q đến RD; - Ảnh hưởng V đến RD; - Ảnh hưởng móng GCXM đến RD; - Ảnh hưởng hàm lượng XM đến RD; - Pt tương quan xác định RD cho KCAD phạm vi nghiên cứu: phương trình (3.1), (3.4), (3.7) Đây kết luận dựa liệu đầu vào nghiên cứu, để áp dùng cho nghiên cứu đánh giá khác cần phải xây d ựng thêm nhiều mô hình khác Kiến nghị: Xây dựng mơ hình thí nghiệm dự báo độ lún vệt hằn bánh xe việc làm cần thiết có tính ứng dụng cao thực tiễn Kiến nghị dùng phương trình tính RD cho k ết cấu tương tự Nên sử dụng công thức (3.4) cho kết cấu áo đường khơng sử dụng móng gia cố xi măng, sử dụng công thức (3.1) (3.7) cho k ết cấu áo đường sử dụng móng gia cố xi măng Cuối cùng, nghiên cứu hoàn thiện ứng dụng rộng rãi, cần thí nghiệm cho nhiều loại vật liệu, tải trọ ng, nhiệt đ ộ tốc độ khác Hướng phát triển: Tiến hành thí nghiệm cho nhiều loại vật liệu, tải trọng, nhiệt độ tốc độ khác để xây d ựng mơ hình d ự báo HLVBX cho KCAD Hồn thiện thiết bị thí nghiệm để đưa vào ứng dụng thực tế tiến đến thương mại mơ hình ... lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu lựa chọn kết cấu tầng móng kết cấu áo đường cải thiện khả kháng hằn lún vệt bánh xe sử dụng vật liệu thành phố Đà Nẵng? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Phân tích khả kháng hằn. .. hằn lún vệt bánh xe cho số kết cấu áo đường sử dụng vật liệu thành phố Đà Nẵng 2 - So sánh đề xuất kết cấu phù hợp với điều kiện thành phố Đà Nẵng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu cho... (2016) nghiên cứu ứng dụng hỗn hợp đá dăm vữa nhựa việc chống hằn lún vệt bánh xe 1.3.2 Một số nghiên cứu giới - Amir Golalipour cộng ( 2012) nghiên cứu ảnh hưởng cốt liệu đến hằn lún vệt bánh xe