Đang tải... (xem toàn văn)
Nhiệt độ bề mặt lớp b tông nhựa được định nghĩa là nhiệt độ đo được ở 2cm ngay phía dưới bề mặt. Nhiệt độ này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ không khí, tốc độ gi , độ ẩm, tình trạng bề mặt, và khoảng cách đến mặt trời. Để dự đoán nhiệt độ bề mặt, hai trạm đo được thành lập ở hai khu công nghiệp khác nhau ở tỉnh Hậu Giang.
NGHIÊN CỨU BIỂU THỨC DỰ ĐOÁN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG BÊ TÔNG NHỰA Lê Anh Thắng Đaị Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Hồ Đăng Khoa Ban quản lý khu công nghiệp tỉnh Hậu Giang Nhiệt độ bề mặt lớp b tông nhựa định nghĩa nhiệt độ đo 2cm phía bề mặt Nhiệt độ bị ảnh hưởng nhiều yếu tố nhiệt độ khơng khí, tốc độ gi , độ ẩm, tình trạng bề mặt, khoảng cách đến mặt trời Để dự đoán nhiệt độ bề mặt, hai trạm đo thành lập hai khu công nghiệp khác tỉnh Hậu Giang Thời gian đo đạc năm Kết đo đạc thể minh họa thông qua biểu đồ thay đổi nhiệt độ theo ngày Kết phân tích hồi qui cho thấy nhiệt độ mặt tr n lớp b tông nhựa đo đạc súng bắn nhiệt cầm tay c thể phản ảnh thay đổi nhiệt độ đo 2cm phía bề mặt Từ đ , biểu thức xác định nhiệt độ bề mặt lớp b tông nhựa đề xuất thông qua nhiệt độ mặt tr n Từ khóa: nhiệt độ bề mặt; súng bắn nhiệt độ; biểu thức xác định nhiệt độ; nhiệt độ bề mặt lớp bê tông nhựa GIỚI THIỆU Sự phân bố nhiệt độ tr n bề mặt lớp mặt đường quan trọng để tính tốn mơ đun đàn hồi, đặc tính quan trọng, cần cho việc thiết kế mặt đường b tông nhựa Sự biến thi n nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định nhiệt bề mặt đường b tông nhựa Nhiệt độ bề mặt đường b tơng nhựa kh dự đốn n ln kết q trình cân nhiệt Bề mặt đường nhận nhiệt lượng nguồn nhiệt từ mặt trời, mát nhiệt theo tượng mát nhiệt thông thường Các tượng mát nhiệt lượng mà người ta thường xét đến tượng xạ, đối lưu, phản xạ, khuếch tán nhiệt [1] Hình minh họa phương thức trao đổi nhiệt bề mặt đường b tông nhựa Nhiều tác giả tr n giới đề xuất biểu thức dự đoán nhiệt độ bề mặt đường Các tham số thường xét đến biểu thức dự đốn nhiệt độ mặt đường bao gồm nhiệt độ khơng khí, kinh độ, vĩ độ địa điểm xác định nhiệt độ bề mặt đường, độ ẩm khơng khí, tốc độ gi [2] Tóm tắt: 174 Hình Cân nhiệt độ bề mặt lớp bê tông nhựa Các xạ mặt trời trực tiếp gián tiếp hấp thụ từ lớp mặt truyền dẫn vào b n lớp b tông nhựa Hiện tượng đối lưu xạ nhiệt trở lại mơi trường khơng khí diễn tr n bề mặt Hiện tượng đối lưu xạ bị ảnh hưởng yếu tố vận tốc gi , mưa, điều kiện mơi trường xung quanh Chính yếu tố ảnh hưởng thường xét đến biểu thức dự đốn nhiệt độ bề mặt đường b tơng nhựa Cường độ xạ mặt trời phụ thuộc vào chu trình ngày, vị trí từ mặt trời đến bề mặt, g c tới bề mặt tia mặt trời Do vậy, nhiệt độ cần đo chu kỳ năm để c thể xây dựng biểu thức nhiệt độ bề mặt đương THU THẬP DỮ LIỆU NHIỆT ĐỘ Khảo sát thực nghiệm tiến hành hai khu công nghiệp Đ khu công nghiệp Sông Hậu – giai đoạn 1, huyện Châu Thành khu công nghiệp Tân Phú Thạnh – giai đoạn 1, huyện Châu Thành A Vị trí khu cơng nghiệp thể Hình Hình Vị trí khu cơng nghiệp Google Map Năm lỗ tiến hành khoan, với độ sâu khác lớp b tông nhựa, cho mục đích đo nhiệt độ nhiệt kế Ba lỗ khu công nghiệp Tân Phú Thạnh hai lỗ khu công nghiệp Sông Hậu Thời gian đo đạc nhiệt độ 12 tháng, từ tháng 6/2016 đến tháng 5/2017 Tại Khu công nghiệp Tân Phú Thạnh, lỗ khoan thực Đường số c lộ giới 32m, với mặt cắt ngang 8m – 6m – 8m (Hình 3a) Lỗ khoan mẫu b n đường, theo chiều vào Khu công nghiệp, cách lề đường 4m Lỗ khoan hình trụ, c đường kính 1cm Độ sâu lỗ khoan 10cm, 6cm 4cm Mỗi lỗ cách 5cm tính từ mép lỗ khoan Chi tiết lỗ khoan thể Hình 3b 10M 8M 6M 56M 175 8M 7M CHỈ GIỚI XÂY DỰNG i = 0,02 i = 0,02 7M CHỈ GIỚI ĐƯỜNG ĐỎ i = 0,02 CHỈ GIỚI ĐƯỜNG ĐỎ CHỈ GIỚI XÂY DỰNG MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG SỐ 3, KCN TÂN PHÚ THẠNH i = 0,02 10M (a) HOÁ KHOAN (4cm) HOÁ KHOAN (10cm) HOÁ KHOAN (2cm) 4M 4M 8M 4CM HỐ 12CM 10CM 12CM HỐ 6CM VỊ TRÍ LẤY MẪU TRÊN MẶT ĐƯỜNG SỐ KCN TÂN PHÚ THẠNH HỐ LỚP BÊTÔNG NHỰA ĐƯỜNG CHI TIẾT HỐ KHOAN (b) Hình Vị Lỗ khoan đo nhiệt độ: (a) chi tiết mặt cắt ngang đường số KCN Tân Phú Thạnh đường số 3A KCN Sông Hậu, (b) chi tiết lỗ khoan khu công nghiệp Tân Phú Thạnh Sông Hậu Tại Khu công nghiệp Sông Hậu, lỗ khoan thực Đường số 3A, c lộ giới 19m, với mặt cắt ngang 8m – 3m – 8m (Hình 3a) Vị trí lỗ khoan tương tự b n khu công nghiệp Tân Phú Thạnh Lỗ khoan thứ cách lề đường 4m, sâu 4cm; lỗ khoan thứ khoan sâu 2cm, vị trí hướng phía lề đường Hai lỗ cách 5cm tính từ mép lỗ khoan Chi tiết lỗ khoan thể Hình 3b Kết cấu áo đường lựa chọn để đo đạc nhiệt độ mặt đường phổ biến Việt Nam Cấu tạo chi tiết mặt đường khu công nghiệp Sông Hậu khu công nghiệp Tân Phú Thạnh thể Hình Mơ đun đàn hồi chung theo thiết kế cho kết cấu áo đường khu công nghiệp Tân Phú Thạnh khu công nghiệp Sông Hậu 1550daN/cm2 1730daN/cm2 176 5cm Bê tông nhựa nóng 25cm Đá loại 30cm 30cm 50cm CẤU TẠO MẶT ĐƯỜNG KCN SÔNG HẬU Đá loại 50cm 7cm 5cm Bê tông nhựa nóng hạt mịn Cát Bê tông nhựa nóng hạt thô Đá loại 105cm 25cm 12cm CẤU TẠO MẶT ĐƯỜNG KCN TÂN PHÚ THẠNH Đá loại Cát Hình Cấu tạo kết cấu mặt đường vị trí thực nghiệm Thí nghiệm tiến hành theo quy trình sáng hôm trước đến sáng hôm sau Phương pháp đo nhiệt độ tuân theo qui định TCVN 8867:2011 [3] Nhiệt độ lớp b tông nhựa chiều sâu khác đo đạc nhiệt kế Hình 5(a) Nhiệt độ khơng khí đo súng bắn nhiệt độ Hình 5(b) Hình Quá trình đo nhiệt độ: (a) đo nhiệt độ lỗ khoan, (b) đo nhiệt độ khơng khí ĐỀ XUẤT BIỂU THỨC DỰ ĐỐN NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐƢỜNG Hình thể kết đo đạc nhiệt độ 24 vào tháng 9/2016 hai khu công nghiệp Sông Hậu, Tân Phú Thạnh Nhìn sơ c thể thấy nhiệt độ cao ngày rơi vào khoảng 13h Nhiệt độ mặt đường thấp vào khoảng 2h sáng Nhiệt độ mặt tr n đường cao nhất, đường nằm phía tr n Nhiệt độ giảm dần theo chiều sâu Hiện tượng xảy Vi t Nam xứ n ng, nhiệt độ tr n mặt cao nhiệt độ sâu b n Ngoài ra, biểu đồ thể nhiệt độ khơng khí thay đổi không nhiều thay đổi nhiệt độ b n lớp b tông nhựa Tuy nhi n, nhiệt độ mặt tr n đường đo súng bắn nhiệt độ c độ biến thi n sát với nhiệt độ phía bề mặt lớp b tơng nhựa (Hình 6) Do vậy, biểu thức dự đốn nhiệt độ bề mặt xây dựng dựa tr n nhiệt độ đo súng bắn nhiệt độ Biểu thức đề xuất Biểu thức (1) 177 T2cm = -0,006 * T0cm + 1,438 * T0cm - 7,922 (1) Trong đ , o T2cm : nhiệt độ 2cm phía mặt lớp mặt đường b tơng nhựa ( C); o T0cm : nhiệt độ mặt tr n lớp b tơng nhựa ( C) (a) (b) Hình Kết đo đạt nhiệt độ theo giờ: (a) KCN Sông Hậu, (b) KCN Tân Phú Thạnh 178 Kết so sánh nhiệt độ đo đạc 2cm lớp b tơng nhựa nhiệt độ dự đốn từ Biểu thức (1) thể Hình Độ lớn liệu 575 số liệu Biểu đồ thể đường “Khuynh hướng”, đường thẳng li n tục, c hệ số g c a = 0,9993 (gần 1) Hệ số R2= 0,9 Kết thể Biểu thức (1) dự đoán tốt nhiệt độ đo đạc Hình Kết so sánh nhiệt độ đo dự đoán 2cm lớp mặt đường bê tông nhựa KẾT LUẬN Hai kết cấu áo đường điển hình chọn để xác định nhiệt độ 2cm mặt tr n lớp mặt đường b tông nhựa Phương pháp đo nhiệt độ 2cm thực theo TCVN 8867:2011 nhiệt độ tr n mặt lớp mặt đường b tông nhựa xác định súng bắn nhiệt độ Qua khảo sát độ biến thi n nhiệt độ ngày, thấy kết nhiệt độ tr n mặt lớp mặt đường c thể phản ảnh nhiệt độ 2cm Từ đ , biểu thức dự đoán nhiệt độ ở 2cm đề xuất Hạn chế nghi n cứu phương pháp đo nhiệt độ c thể gây sai số nhiệt độ đo đạc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hermansson, Åke, Mathematical model for calculation of pavement temperatures: comparison of calculated and measured temperatures, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1764 (2001): 180-188 [2] Ariawan, I Made Agus, Bambang Sugeng Subagio, and Bagus Hario Setiadji "Development of asphalt pavement temperature model for tropical climate conditions in West Bali region." Procedia Engineering 125 (2015): 474-480 [3] TCVN 8867:2011, Áo đường mềm – Xác định mô-đun đàn hồi chung kết cấu cần đo võng Benkelman, Viện Khoa học Công nghệ, 2011 179 RESEARCH AN EXPRESSION FOR ESTIMATION OF THE SURFACE TEMPERATURE OF THE ASPHALTIC CONCRETE PAVEMENT Abstract: The surface temperature of the asphalt concrete layer is defined as the measured temperature at 2cm just below the surface This temperature is affected by many factors such as air temperature, wind speed, humidity, surface condition, and the distance to the sun To predict surface temperature, two stations were established in two different industrial zones in the Hau Giang province The measurement time is within a year The measurement results are illustrated through daily temperature change charts The results of the regression analysis showed that the surface temperature based on the hand-held thermometer equipment could reflect the change of temperature at 2cm just below the surface Since then, the expression for estimation of the temperature on the surface of asphalt concrete is proposed through the temperature captured by the handheld thermometer equipment Keywords: the surface temperature; handheld thermometer equipment; expression for determining temperature; the temperature surface of asphalt concrete layers 180 ... nhiệt độ c độ biến thi n sát với nhiệt độ phía bề mặt lớp b tơng nhựa (Hình 6) Do vậy, biểu thức dự đoán nhiệt độ bề mặt xây dựng dựa tr n nhiệt độ đo súng bắn nhiệt độ Biểu thức đề xuất Biểu thức. .. 0,9 Kết thể Biểu thức (1) dự đoán tốt nhiệt độ đo đạc Hình Kết so sánh nhiệt độ đo dự đoán 2cm lớp mặt đường bê tông nhựa KẾT LUẬN Hai kết cấu áo đường điển hình chọn để xác định nhiệt độ 2cm mặt. .. ngày, thấy kết nhiệt độ tr n mặt lớp mặt đường c thể phản ảnh nhiệt độ 2cm Từ đ , biểu thức dự đoán nhiệt độ ở 2cm đề xuất Hạn chế nghi n cứu phương pháp đo nhiệt độ c thể gây sai số nhiệt độ đo đạc