Luận án tiến sĩ nghiên cứu xác định chiều sâu thâm nhập của hỗn hợp asphalt vào khe rỗng đá hộc và mô đun đàn hồi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU THÂM NHẬP CỦA HỖN HỢP ASPHALT VÀO KHE RỖNG ĐÁ HỘC VÀ MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU THÂM NHẬP CỦA HỖN HỢP ASPHALT VÀO KHE RỖNG ĐÁ HỘC VÀ MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số : 958 02 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thanh Bằng GS.TS Hồ Sĩ Minh Hà Nội - 2020 -i- LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Nguyễn Mạnh Trường -ii- LỜI CẢM ƠN Với tất tình cảm mình, tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thanh Bằng GS.TS Hồ Sĩ Minh dành nhiều công sức, trí tuệ, tận tình hướng dẫn, bảo suốt trình tác giả thực luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học ngồi Viện có đóng góp q báu, chân tình thẳng thắn để tác giả hồn thiện luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cơ sở đào tạo Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Bơm Thiết bị Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả q trình nghiên cứu cơng tác Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp bạn bè ln động viên, khích lệ để tác giả hoàn thành luận án Tác giả Nguyễn Mạnh Trường -iii- MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .3 Những đóng góp luận án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN BẰNG VẬT LIỆU HỖN HỢP ASPHALT CHÈN TRONG ĐÁ HỘC 1.1 Khái quát chung đê biển kè bảo vệ mái 1.1.1 Khái quát chung .5 1.1.2 Các dạng kết cấu bảo vệ mái đê biển Việt Nam 1.2 Vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc 1.2.1 Thành phần vật liệu 1.2.2 Vai trị, tính chất vật liệu thành phần 1.3 Tổng quan kết nghiên cứu ứng dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc cho kết cấu bảo vệ mái đê biển 11 1.3.1 Trên giới 11 1.3.2 Ở Việt Nam 20 1.4 Các nghiên cứu chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt mô đun đàn hồi kết cấu mái đê biển 22 1.4.1 Chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt vào khe rỗng đá hộc 22 -iv- 1.4.2 Mô đun đàn hồi kết cấu mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc 27 1.5 Những vấn đề đặt hướng nghiên cứu 33 1.5.1 Nghiên cứu chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt vào khe rỗng đá hộc 33 1.5.2 Nghiên cứu mô đun đàn hồi kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc .34 1.6 Kết luận chương 35 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt vào khe rỗng đá hộc 36 2.1.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến chiều sâu thâm nhập .36 2.1.2 Xác định chiều sâu thâm nhập theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm .40 2.2 Mô đun đàn hồi kết cấu bảo vệ mái đê biển 46 2.2.1 Những yếu tố ảnh hưởng tới mô đun đàn hồi 46 2.2.2 Xác định mô đun đàn hồi theo phương pháp thực nghiệm 48 2.3 Kết luận chương 57 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU THÂM NHẬP CỦA HỖN HỢP ASPHALT VÀO KHE RỖNG ĐÁ HỘC VÀ MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN 58 3.1 Chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt vào khe rỗng đá hộc 58 3.1.1 Mơ tốn học .58 3.1.2 Các yêu cầu mẫu thiết bị thí nghiệm 60 3.1.3 Trình tự thí nghiệm 61 3.1.4 Kết thí nghiệm 62 3.1.5 Tìm phương trình thực nghiệm 66 3.2 Mô đun đàn hồi kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc .71 -v- 3.2.1 Xác định mô đun đàn hồi phịng thí nghiệm 71 3.2.2 Xác định mơ đun đàn hồi ngồi trường 77 3.2.3 Xây dựng công thức thực nghiệm xác định mô đun đàn hồi 87 3.3 Kết luận chương 92 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN HẢI HẬU - NAM ĐỊNH 94 4.1 Đặc điểm đoạn đê biển thi công thử nghiệm 94 4.2 Ứng dụng kết nghiên cứu xác định mơ đun đàn hồi tính tốn thiết kế kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc .95 4.2.1 Xác định điều kiện biên 95 4.2.2 Tính tốn chiều dày lớp giá cố .97 4.2.3 Kiểm tra điều kiện an toàn lớp gia cố 100 4.2.4 So sánh, đánh giá kết nghiên cứu 106 4.3 Ứng dụng kết nghiên cứu xác định chiều sâu thâm nhập so sách, đánh giá với kết nghiên cứu đề tài KHCN cấp nhà nước ĐTĐL.2012-T/06 106 4.3.1 Mơ hình thi công thử nghiệm .106 4.3.2 So sánh đánh giá độ nhớt nghiên cứu luận án với kết nghiên cứu đề tài KHCN cấp nhà nước ĐTĐL.2012-T/06 110 4.4 Kết luận chương 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .113 Kết luận: 113 Những tồn tại, hạn chế 113 Kiến nghị 114 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO .116 PHỤ LỤC 120 -vi- DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AASHTO Hiệp hội người làm đường vận tải Hoa Kỳ (American Association of State Highway and Transportation Officials) ASTM Tiêu chuẩn thí nghiệm Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ (American Society for Testing and Materials) BTCT Bê tông cốt thép BTN Bê tông nhựa ĐHTL Đại học Thủy lợi ĐTĐL Đề tài độc lập EAPA Hiệp hội mặt đường asphalt Châu Âu (European Asphalt Pavement Assosication) FGSA Vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc (Fully grouted stone asphalt) GTVT Giao thông vận tải HMT Hàm mục tiêu KHCN Khoa học công nghệ KHTL Khoa học Thủy lợi NCS Nghiên cứu sinh NN&PTNT Nông nghiệp Phát triển nông thôn NXB Nhà xuất PTHQ Phương trình hồi qui TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TRRL Phòng nghiên cứu vận tải đường (Transport and Road Research Laboratory) TSKT Tiến sỹ kỹ thuật -vii- DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1- Các dạng mặt cắt ngang đê biển [7] .6 Hình 2- Một số hình ảnh kết cấu bảo vệ mái đê biển Việt Nam [11],[12] Hình 1.3- Ứng dụng loại vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc thi công đê biển Hà Lan năm 2013 [10] 12 Hình - Mơ hình thử nghiệm gia tăng áp lực đẩy [33] 14 Hình - Mơ số kè q trình thử kéo (Frissen 2002)[33] 15 Hình 6- Mặt cắt điển hình đê chắn sóng [30] 16 Hình 7- Mặt cắt đề xuất sử dụng vật liệu asphalt [21] 16 Hình 8- Mặt cắt đê truyền thống đê sử dụng vật liệu asphalt [21] 17 Hình 9- Đê biển phía Tây Nam Hà Lan sử dụng vữa asphalt chèn đá bazan[33] 17 Hình 10- Thiết bị rải san đầm vật liệu asphalt mái nghiêng [28] 19 Hình 11- Thiết bị vận chuyển trạm trộn di động chuyên dụng [10] 19 Hình 12- Thiết bị đo độ nhớt Kerkhoven[31] .23 Hình 13- Biểu đồ để dự tính mơ đun độ cứng vật liệu hỗn hợp có bitum[17] 32 Hình 14- Biểu đồ xác định mô đun độ cứng bitum (Van de Poel)[17] .33 Hình 1- Xác định tải trọng trục bánh xe 52 Hình 1- Sơ đồ kế hoạch thực nghiệm 59 Hình - Một số trang thiết bị dụng cụ thí nghiệm 61 Hình 3- Một số hình ảnh q trình thí nghiệm chiều sâu thâm nhập 65 Hình 4- Biểu đồ quan hệ chiều sâu thâm nhập với kích thước đá hộc độ nhớt, dạng 2D .68 -viii- Hình 5- Biểu đồ quan hệ chiều sâu thâm nhập với kích thước đá hộc độ nhớt, dạng 3D .68 Hình 6- Biểu đồ quan hệ chiều sâu thâm nhập với kích thước đá hộc ứng với độ nhớt khác .69 Hình 7- Biểu đồ quan hệ chiều sâu thâm nhập với độ nhớt hỗn hợp asphalt ứng với loại kích thước đá hộc khác 70 Hình 8- Một số hình ảnh q trình đúc mẫu thí nghiệm phịng .73 Hình - Một số hình ảnh q trình thí nghiệm mơ đun đàn hồi phịng 75 Hình 10 - Biểu đồ tương quan nhiệt độ thí nghiệm mơ đun đàn hồi phòng .76 Hình 11- Hê thống chất tải máy đào 78 Hình 12- Kích thủy lực sử dụng đo mô đun đàn hồi trường .78 Hình 13- Tấm ép cứng sử dụng đo mô đun đàn hồi trường 79 Hình 14- Đồng hồ đo biến dạng trường 79 Hình 15 - Sơ đồ bố trí điểm đo mô đun đàn hồi trường 82 Hình 16- Chi tiết cấu tạo lớp kết cấu mái đê biển 83 Hình 17 - Biểu đồ tương quan giữ nhiệt độ mô đun đàn hồi trường 86 Hình 18 - Biểu đồ tương quan nhiệt độ với mô đun đàn hồi phịng mơ đun đàn hồi trường .87 Hình 19 - Biểu đồ tương quan mô đun đàn hồi phịng mơ đun đàn hồi trường 88 Hình 20 - Biểu đồ tán xạ Eht Etp .89 Hình 21- Đường biểu diễn mối liên hệ mô đun đàn hồi trường mơ đun đàn hồi phịng 91 -111- Với chiều dày kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tính tốn h = 0,3 m Đê biển có thiết kế mái nghiêng m = 4, ứng dụng kết nghiên cứu công thức (3.3) Với h = 0,30 m chiều sâu thâm nhập l  0,31m (kết cấu mái nghiêng m = → chiều thẳng đứng từ xuống  0,31m, hỗn hợp asphalt thâm nhập hết chiều dày đá hộc 0,3 m) Với chiều sâu thâm nhập l  0,31m; d = 20cm tra bảng 3.10 →  =40 Pa.s + Giá trị độ nhớt từ kết nghiên cứu thử nghiệm đề tài [10] Kết nghiên cứu mơ hình thử nghiệm đề tài [10], có giá trị độ nhớt hỗn hợp asphalt là: ƞ = 29 ÷ 45 Pa.s + Đánh giá kết nghiên cứu luận án kết nghiên cứu đề tài [10] Giá trị độ nhớt yêu cầu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc, xác định thông qua kết nghiên cứu, công thức (3.3) ƞ= 40 Pa.s nằm khoảng giá trị độ nhớt mơ hình thử nghiệm đề tài [10] ƞ = 29 ÷ 45 Pa.s Do vậy, giá trị độ nhớt tìm từ kết nghiên cứu luận án hồn tồn sử dụng cho thiết kế cấp phối hỗn hợp kiểm soát trình thi cơng Thơng qua kết so sánh đánh giá trên, kết luận giá trị độ nhớt xác định thông qua công thức (3.3) thuận lợi cho người sử dụng (do tiến hành thí nghiệm nhiều lần để tìm giá trị tối ưu, nhiều thời gian chi phí), giá trị độ nhớt tìm phù hợp với giá trị thực tế triển khai trường 4.4 Kết luận chương Đoạn đê thi công thử nghiệm đê biển Hải Hậu - Nam Định [10], mô hình thí nghiệm mơ đun đàn hồi trường, phục vụ cho nghiên cứu xác định mô đun đàn hồi kết cấu bảo vệ mái đê biển Mơ hình thi công thử nghiệm [10] sở để so sánh, đánh giá kết nghiên cứu xác định chiều sâu thâm nhập mô đun đàn hồi luận án, qua so sánh đánh giá cho thấy: - So sánh kết nghiên cứu, tính tốn chiều dày lớp kết cấu bảo vệ mái đề tài [10] mơ hình thử nghiệm với kết nghiên cứu, tính tốn chiều dày theo -112- cơng thức giải tích luận án Từ đánh giá kết nghiên cứu xác định mơ đun đàn hồi để tính toán chiều dày kết cấu phù hợp với thực tế - Kết nghiên cứu xác định chiều sâu thâm nhập độ nhớt hỗn hợp asphalt luận án, so sánh, đánh giá với kết nghiên cứu độ nhớt mơ hình thử nghiệm [10], khẳng định kết nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với thực tế -113- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc ứng dụng nhiều nước giới, đặc biệt Hà Lan Qua nghiên cứu cho thấy tính khả thi phù hợp với đê biển Việt Nam Trong phạm vi nghiên cứu đưa đóng góp khoa học, với kết cấu bảo vệ mái đê biển loại đá hộc có sử dụng hỗn hợp asphalt bao bọc là: - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng, xây dựng phương pháp luận thiết lập mối quan hệ chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt với kích thước đá hộc độ nhớt hỗn hợp asphalt thông qua công thức thực nghiệm xác định chiều sâu thâm nhập: ℓ = 19,37 + 0,342 d - 0,333 η - 0,015 d η + 0,064 d2 + 0,003 η Quan hệ chiều sâu thâm nhập hỗn hợp asphalt với kích thước đá hộc độ nhớt hỗn hợp asphalt, thể qua hệ thống biểu đồ bảng tra Theo xác định chiều sâu thâm nhập, độ nhớt yêu cầu hỗn hợp asphalt để tính tốn cấp phối kiểm sốt q trình thi cơng - Đề xuất mơ hình thí nghiệm mơ đun đàn hồi phòng trường kết cấu bảo vệ mái đê biển Xây dựng phương pháp luận thiết lập quan hệ mô đun đàn hồi kết cấu bảo vệ mái đê biển phịng thí nghiệm trường theo công thức: Eht = 1,061 Etp Qua xác định mơ đun đàn hồi, để kiểm định tính tốn thiết kế chiều dày kết cấu bảo vệ mái đê biển công thức giải tích (1.8) - Kết nghiên cứu ứng dụng để tính tốn, kiểm chứng cơng trình thử nghiệm Hải Hậu, Nam Định cho kết phù hợp với thực tiễn Những tồn tại, hạn chế Trong khuôn khổ luận án, tác giả nghiên cứu loại kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc, sử dụng cho dạng -114- mái nghiêng m = ÷ đê phía biển, với loại vật liệu đá hộc có nguồn gốc đá vơi khai thác Ninh Bình, sử dụng phổ biến xây dựng mái đê biển khu vực tỉnh phía Bắc Kiến nghị Đối với hình dạng mặt cắt đê biển: Tiếp tục nghiên cứu với mặt cắt đê biển có mái nghiêng ngồi phạm vi m = ÷ 4, để mở rộng khả ứng dụng đa dạng cho hầu hết tuyến đê biển xây dựng nước Với vật liệu đá hộc sử dụng bảo vệ mái đê biển: Mở rộng phạm vi nghiên cứu loại vật liệu đá hộc có nguồn gốc khác, khai thác nhiều vùng miền nước, để thuận lợi cho việc sử dụng loại vật liệu kết cấu bảo vệ mái đê biển Vật liệu hỗn hợp asphalt sử dụng cho kết cấu bảo vệ mái đê biển, lần áp dụng mơ hình thử nghiệm Việt Nam Cần tiếp tục có nghiên cứu đánh giá tính bền loại vật liệu theo thời gian -115- DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Nguyễn Thanh Bằng, Nguyễn Mạnh Trường, Vũ Xuân Thủy (2015) “Một số kết tính tốn kết cấu lớp gia cố mái đê biển sử dụng vật liệu hỗn hợp Asphalt chèn hộc đê biển Cồn Tròn - Hải Thịnh, Hải Hậu, Nam Định”, Tạp chí Khoa học công nghệ Thủy lợi (ISSN:1859-4255), số 26 tháng 04-2015, tr 21-29 Nguyễn Mạnh Trường, Đinh Anh Tuấn (2017), “Khả ứng dụng kết cấu mái đê biển Việt Nam vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc”, Tạp chí Tài nguyên nước (ISSN:1859-3771), số 01 tháng 01-2017, tr 36-46 Nguyễn Mạnh Trường (2019), “Nghiên cứu phương pháp xác định mô đun đàn hồi vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc cho kết cấu bảo vệ mái đê biển”, Tạp chí Khoa học công nghệ Thủy lợi (ISSN:1859-4255), số 52 tháng 012019, tr 65-75 Nguyễn Mạnh Trường (2019), “Nghiên cứu quan hệ chiều sâu thâm nhập với kích thước đá hộc độ nhớt vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc cho kết cấu bảo vệ mái đê biển”, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Thủy lợi (ISSN:18594255), số 53 tháng 04-2019, tr 52-63 -116- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: Bộ GTVT (2006), 22TCN 211-06: Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế, Hà Nội Bộ KHCN (2011), TCVN 8819:2011- Mặt đường bê tơng nhựa nóng - u cầu thi công nghiệm thu, Hà Nội Bộ KHCN (2011), TCVN 8820:2011- Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng - Thiết kế theo phương pháp Marshall, Hà Nội Bộ KHCN (2011), TCVN 8860:2011 - Bê tông nhựa - Phương pháp thử, Hà Nội Bộ KHCN (2011), TCVN 8861:2011 - Áo đường mềm - Xác định mô đun đàn hồi ép cứng, Hà Nội Bộ KHCN (2011), TCVN 8867:2011 - Áo đường mềm - Xác định mô đun đàn hồi cần đo võng Benkelman, Hà Nội Bộ KHCN (2014), TCVN 9901:2014 - Công trình thủy lợi yêu cầu thiết kế đê biển, Hà Nội Bộ KHCN, Trường ĐHTL (2010), Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp KHCN đảm bảo ổn định độ bền đê biển có trường hợp sóng, triều cường tràn đê, Đề tài KC 08-15/06-10, Hà Nội Bộ KHCN, Trường ĐHTL (2014), Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ gia cố đê biển phương pháp neo đất, sử dụng phụ gia consolid chống xói mịn lớp bảo vệ mái, Đề tài KC 08 11-15, Hà Nội 10 Bộ KHCN, Viện KHTL Việt Nam (2016), Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hỗn hợp để gia cố đê biển chịu nước tràn qua sóng, triều cường, bão nước biển dâng, Đề tài NCKH cấp nhà nước, mã số ĐTĐL.2012-T/06, Hà Nội 11 Bộ NN&PTNT, Trường ĐHTL (2009), Nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý phù hợp với điều kiện vùng từ Quảng Ninh đến Quảng Nam, Đề tài NCKH cấp bộ, Hà Nội -117- 12 Bộ NN&PTNT, Viện KHTL Việt Nam (2009), Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ xây dựng đê biển chống bão cấp 12, triều cường, Đề tài KHCN cấp Bộ, Hà Nội 13 Nguyễn Cảnh (2000), Quy hoạch thực nghiệm, NXB Giáo dục, Hà Nội 14 Vũ Đức Chính nnk (2009), Sổ tay thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp Marshall, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 15 Trần Thị Kim Đăng (2004), Nghiên cứu mô đun đàn hồi Bê tông asphalt làm mặt đường ô tô xét đến điều kiện chịu tải trọng thực tế, Luận án TSKT, Trường đại học GTVT, Hà Nội 16 Phạm Duy Hữu nnk (2008), Bê tông asphalt, NXB Giao thông vận tải, Hà nội 17 Shell Bitumen UK (1990), Cẩm nang bitum shell xây dựng cơng trình giao thông, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 18 Trường Đại học Thủy lợi (2006), Bài giảng thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ, NXB từ điển bách khoa, Hà Nội 19 Trường Đại học Thủy lợi (2006), Giáo trình Vật liệu Xây dựng, NXB xây dựng, Hà Nội 20 Nguyễn Văn Tuấn (2006), Phân tích số liệu biểu đồ R, NXB Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh Tiếng anh: 21 A.Burger, R.E.Kerkhoven (1951), The use of asphaltic bitumen for the construction of dykes in the Netherlands, 22 A.Fuhrboter, U.Sparboom (1988), Full-scale wave attack of uniformly sloping sea dykes, Malaga Spain 23 Amjad H Albayati (2012), “Mechanistic Evaluation of Lime-Modified Asphalt Concrete Mixtures”, A Scarpas et al (Eds.), 7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements, pp 92-940 -118- 24 Ciria, Cur, Cetmef (2007), The Rock Manual- The use of rock in hydraulic engineering (2nd edition), London 25 Cope, D L (1982), “Construction and experience of asphalt based track on British raitways”, Proceedings of the second Eurobitume symposium, Cannes, pp 241244 26 Dr-ing.A.Bieberstein, Dipl-ing.J.Queicer, Dipl-ing.H.Worsching (2004), Open Stone Asphalt - A Revetment for Dams and Embankments designed for Overtopping, University of Karlsruhe, Germany 27 EurOtop (2007), Wave Overtopping of Sea Defences and Related Structures, Assessment Manual, Environment Agency UK/Expertise Netwerk Waterkeren NL/Kuratorium fur Forschung im Kusteningenieurswesen DE 28 H P Pfiffner, H Hock (2003), Asphalt Hydraulic Engineering, Walo Bertschinger Ltd, Zurich Switzerland 29 H J Verhagen, J.P van den Bos (Ed.) (2017), Breakwater design - Lecture notes CIE5308, Delft University of Technology 30 Ir A J Woestenenk (1973), Use of asphalt for slope protection on earth and rockfill dams , Commission internationale des grands barrages, Madrid 31 Ir P A van de Velde (1984), The use of asphalt in hydraulic engineering, Rijkswaterstaat Communication, The Hague Netherlands 32 Krystan W Pilarczyk (1988), Dimensioning Aspects of Coastal protection structrues dikes and revetments Appendix B Unification of the stability criteria for revetments, The Nethelands 33 Mark Klein Breteler, Hans Johanson, Theo Stoutjesdijk, Robert't Hart (2002), Stabily of placed basalt revetments with asphalt grouting, 28th International Conference on Coastal Engineering, Cardiff, UK 34 M P Davidse (2009), Background and Literature review Wave impact on asphaltic concrete revetments, Master Thesis Literature Review , Delft University of Technology -119- 35 Nelson, P M and Ross, N F (1981), Noise from vehicles running on open tuxtured road surfaces, Transport and Road Research Laboratory, Report LR 696 36 R E Kerkhoven (1965), Recent develoments in asphalt techniques for hydraulic applications in the netherlands, Koninklijke/Shell-Laboratorium, Amsterdam 37 Rijkswaterstaat communications (1977), Asphalt revetment of dyke slopes, Government Publishing Office - The Hague 38 Sabey, B E (1973), Accidents: their cost and relation to surface characteristics, Paper presented to the symposium on safety and the concrete road surface and design, specification and construction 39 SHRP A-003A-89-3 (1990), Summary report on fatigue response of asphalt mixtures, Institute of Transportation Studies, University of California Berkeley, California 40 Technical Guideline (2007), The use of Modied Bituminous Binders in Road Construction, Asphalt Academy 41 The Asphalt Institute (1988), Mix design methods for asphalt concrete and other hot-mix types, Manual series No 42 Vereniging voor Bitumineuze Werken (1980), Asphalt in Roads and Hydraulic Structures, Breukelen -120- PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tính tốn mơ đun đàn hồi trường lớp kết cấu bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc Chi tiết kết cấu mái đê biển bao gồm lớp từ xuống gồm: - Lớp 1: lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc dày 30cm, lót phía lớp vải địa kỹ thuật dạng khơng dệt - Lớp 2: lớp lọc đá dăm 1x2cm dày 15cm, lót phía lớp vải địa kỹ thuật dạng dệt - Lớp 3: Đất đắp thân đê Ký hiệu mô đun đàn hồi lớp sau: Ech - Mô đun đàn hồi chung Eo - Mô đun đàn hồi đất E1 - Mô đun đàn hồi lớp đá dăm lót E2 - Mơ đun đàn hồi lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc Etb - Mô đun đàn hồi lớp kết cấu phía đất (gồm lớp đá dăm lót lớp vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc) Trình tự tính tốn mơ đun đàn hồi lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc E2 theo bước sau: * Bước 1: Mơ hình tính tốn theo phương pháp tính tốn mơ đun đàn hồi chung hệ lớp, lớp tính tốn gồm lớp đê có mơ đun đàn hồi Eo lớp kết cấu bề mặt ( bao gồm lớp đá dăm lót lớp asphalt chèn đá hộc) có mơ đun đàn hồi Etb , hình PL1.1 Hình PL1.1-Sơ đồ tính mơ đun đàn hồi chung Ech Theo phương pháp tính tốn mơ đun đàn hồi chung hệ hai lớp E ch (22-TCN - 211 - 06 Áo đường mềm) Căn toán đồ hình 3-1: Tốn đồ để xác định mơ đun đàn hồi chung hệ lớp Ech Khi biết giá trị Ech , Eo tính Etb * Bước 2: Sau tính mơ đun đàn hồi chung Etb lớp kết cấu phía đất bao gồm lớp đá dăm lót vật liệu asphalt chèn đá hộc, sử dụng mơ hình tính tốn mơ đun đàn hồi hệ lớp hệ lớp, hình PL1.2 -121- Hình PL1.2- Sơ đồ đổi hệ lớp hệ lớp Khi biết Etb , E1 tìm E2 theo cơng thức xác định mơ đun đàn hồi chung bình Etb , cơng thức (PL.1): ’ E tb = E1[ 1+𝑘.𝑡 ⁄3 1+𝑘 ] (PL.1) Trong đó: k =h2/h1; t =E2/E1 với h2 h1 chiều dày lớp lớp dưới; E2 E1 mô đun đàn hồi vật liệu lớp lớp Sau quy đổi hệ lớp lớp cần nhân thêm với Etb hệ số điều chỉnh , công thức (PL.2) Etbdc =  E’tb với  =1,114.(H/D)0,12 (PL.2) Kết tính tốn E2 tương ứng với giá trị đo Ech điểm đo mô bảng PL1.1, bảng PL1.2, bảng PL1.3, bảng PL1.4, bảng PL1.5 sau: Bảng PL1.1- Kết tính tốn mô đun đàn hồi E2 lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tương ứng với khoảng nhiệt độ 14,90C ÷ 16,60C Nhiệt TT Điểm đo độ Ech (ºC) HT - 01 15,6 166,8 1,36 Mô đun đàn hồi (MPa) Etb= Eo Ech/Etbdc Etbdc Etbdc/ꞵ 76,4 0,67 248,9 215,3 250 199,2 H/D E1 E2 HT - 02 16,2 158,9 1,36 76,4 0,68 233,7 202,1 250 180,7 HT - 03 15,0 168,0 1,36 76,4 0,66 254,6 220,2 250 206,3 HT - 04 15,1 149,8 1,36 76,4 0,685 218,7 189,1 250 162,8 HT - 05 15,5 165,4 1,36 76,4 0,67 246,9 213,6 250 196,8 HT - 06 15,0 174,7 1,36 76,4 0,655 266,7 230,7 250 221,5 HT - 07 16,6 159,7 1,36 76,4 0,68 234,8 203,1 250 182,0 HT - 08 15,0 163,6 1,36 76,4 0,68 240,6 208,2 250 189,1 HT - 09 15,6 158,8 1,36 76,4 0,68 233,5 202,0 250 180,5 10 HT - 10 15,7 170,2 1,36 76,4 0,66 258,0 223,1 250 210,5 11 HT - 11 14,9 197,1 1,36 76,4 0,655 300,9 260,3 250 265,5 12 HT - 12 15,1 169,6 1,36 76,4 0,66 256,9 222,3 250 209,2 -122- Bảng PL1.2- Kết tính tốn mô đun đàn hồi E2 lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tương ứng với khoảng nhiệt độ 19,50C ÷ 22,30C Nhiệt TT Điểm đo độ Ech (ºC) HT - 01 20,3 155,0 E1 E2 1,36 Mô đun đàn hồi (MPa) Etb= Eo Ech/Etbdc Etbdc Etbdc/ꞵ 76,4 0,695 222,9 192,9 250 167,9 H/D HT - 02 22,1 152,0 1,36 76,4 0,71 214,1 185,2 250 157,5 HT - 03 20,5 146,2 1,36 76,4 0,717 203,9 176,4 250 145,7 HT - 04 19,8 161,7 1,36 76,4 0,68 237,9 205,8 250 185,7 HT - 05 21,2 155,0 1,36 76,4 0,702 220,9 191,1 250 165,4 HT - 06 22,0 146,7 1,36 76,4 0,717 204,6 177,0 250 146,5 HT - 07 20,6 151,6 1,36 76,4 0,702 215,9 186,8 250 159,7 HT - 08 19,5 156,4 1,36 76,4 0,695 225,0 194,6 250 170,3 HT - 09 21,7 154,7 1,36 76,4 0,695 222,6 192,6 250 167,5 10 HT - 10 20,0 163,1 1,36 76,4 0,67 243,4 210,6 250 192,5 11 HT - 11 22,3 147,7 1,36 76,4 0,726 203,4 175,9 250 145,1 12 HT - 12 21,8 149,4 1,36 76,4 0,717 208,4 180,3 250 150,9 Bảng PL1.3- Kết tính tốn mơ đun đàn hồi E2 lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tương ứng với khoảng nhiệt độ 23,00C ÷ 27,00C Nhiệt TT Điểm đo độ (ºC) Mô đun đàn hồi (MPa) HT - 01 25,5 148,9 1,36 76,4 0,717 207,6 Etb= Etbdc/ꞵ 179,6 HT - 02 27,0 141,1 1,36 76,4 0,74 190,6 164,9 250 130,8 HT - 03 25,9 139,3 1,36 76,4 0,746 186,8 161,6 250 126,5 HT - 04 24,7 152,5 1,36 76,4 0,71 214,8 185,8 250 158,3 HT - 05 24,5 145,6 1,36 76,4 0,726 200,5 173,5 250 141,9 HT - 06 25,0 145,9 1,36 76,4 0,726 201,0 173,9 250 142,5 HT - 07 26,9 139,7 1,36 76,4 0,74 188,8 163,4 250 128,8 HT - 08 25,0 144,5 1,36 76,4 0,73 197,9 171,2 250 138,9 HT - 09 26,1 150,3 1,36 76,4 0,717 209,7 181,4 250 152,4 10 HT - 10 23,0 160,2 1,36 76,4 0,702 228,2 197,4 250 174,1 11 HT - 11 26,1 145,4 1,36 76,4 0,726 200,3 173,3 250 141,7 12 HT - 12 25,5 142,5 1,36 76,4 0,73 195,2 168,9 250 135,9 Ech H/D Eo Ech/Etbdc Etbdc E1 E2 250 150,0 -123- BảngPL1.4- Kết tính tốn mơ đun đàn hồi E2 lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tương ứng với khoảng nhiệt độ 29,50C ÷ 32,10C Nhiệt TT Điểm đo độ Ech (ºC) HT - 01 30,6 139,6 E1 E2 1,36 Mô đun đàn hồi (MPa) Etb= Eo Ech/Etbdc Etbdc Etbdc/ꞵ 76,4 0,746 187,1 161,8 250 126,8 H/D HT - 02 32,1 127,7 1,36 76,4 0,767 166,5 144,0 250 104,7 HT - 03 30,2 135,3 1,36 76,4 0,75 180,4 156,1 250 119,5 HT - 04 29,5 135,5 1,36 76,4 0,755 179,5 155,3 250 118,5 HT - 05 30,0 131,2 1,36 76,4 0,767 171,0 148,0 250 109,5 HT - 06 30,7 139,5 1,36 76,4 0,746 187,0 161,8 250 126,8 HT - 07 31,6 130,6 1,36 76,4 0,76 171,9 148,7 250 110,4 HT - 08 30,3 130,4 1,36 76,4 0,767 170,0 147,0 250 108,4 HT - 09 29,9 142,0 1,36 76,4 0,73 194,5 168,3 250 135,1 10 HT - 10 31,4 125,7 1,36 76,4 0,785 160,1 138,5 250 98,1 11 HT - 11 30,0 144,6 1,36 76,4 0,73 198,1 171,3 250 139,1 12 HT - 12 30,8 133,1 1,36 76,4 0,755 176,2 152,4 250 115,0 Bảng PL1.5- Kết tính tốn mơ đun đàn hồi E2 lớp kết cấu vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc tương ứng với khoảng nhiệt độ 34,50C ÷ 38,00C Nhiệt TT Điểm đo độ (ºC) Mô đun đàn hồi (MPa) HT - 01 36,7 98,7 1,36 76,4 0,822 120,1 Etb= Etbdc/ꞵ 103,9 HT - 02 36,2 118,8 1,36 76,4 0,796 149,3 129,1 250 87,0 HT - 03 35,0 125,2 1,36 76,4 0,775 161,5 139,7 250 99,5 HT - 04 36,5 116,9 1,36 76,4 0,81 144,4 124,9 250 82,2 HT - 05 37,8 134,9 1,36 76,4 0,766 176,1 152,3 250 114,9 HT - 06 35,0 116,9 1,36 76,4 0,81 144,3 124,8 250 82,1 HT - 07 35,1 123,8 1,36 76,4 0,79 156,7 135,5 250 94,5 HT - 08 35,9 117,3 1,36 76,4 0,8 146,6 126,8 250 84,4 HT - 09 34,5 130,7 1,36 76,4 0,792 165,1 142,8 250 103,2 10 HT - 10 38,0 108,2 1,36 76,4 0,82 131,9 114,1 250 70,3 11 HT - 11 35,0 127,1 1,36 76,4 0,77 165,1 142,8 250 103,2 12 HT - 12 36,8 95,8 1,36 76,4 0,766 125,0 108,1 250 63,8 Ech H/D Eo Ech/Etbdc Etbdc E1 E2 250 59,4 -124- Phụ lục 2: Kết chạy phần mềm R a - Xác định hệ số tương quan - Lệnh cor: > cor (Eht,Etp) [1] 0.99422 - Lệnh cor.test: > cor.test(Eht,Etp) Pearson's product-moment correlation data: Eht and Etp t = 70.517, df = 58, p-value < 2.2e-16 alternative hypothesis: true correlation equal to 95 percent confidence interval: 0.99031 0.99656 sample estimates: cor 0.99422 b - Mơ hình hồi quy tuyến tính đơn giản - Lệnh lm: > lm(Eht~Etp) Call: lm(formula = Eht ~ Etp) Coefficients: (Intercept) Etp 0.001 1.061 is not -125- c- Các thơng tin tính tốn mơ hình hồi quy tuyến tính đơn giản - Lệnh reg: > reg summary(reg) Call: lm(formula = Eht ~ Etp) KQ c1: Residuals Min 1Q Median 3Q Max -13.0270 -1.9151 -0.3215 2.6650 9.1390 KQ c2: Coefficients Estimate Std Error t value Pr(>|t|) (Intercept) 3.76426 2.08676 1.804 Etp 1.03526 0.01468 70.517 0.0764