- Thiết bị FRT French Rutting Tester (30000 chu kỳ, 0,7 Mpa,
P Tấm gia tảiMẫu thí nghiệm
3.2.3 Phơng pháp Hveem
Francis Hveem, một kỹ s ở California-Mỹ, đã phát triển các thí nghiệm đánh giá hỗn hợp bê tông nhựa từ cuối những năm 1920, đến năm 1959 thiết bị độ bền “Stabilometer” của Hveem đợc sử dụng trong phơng pháp thiết kế thành phần bê tông nhựa một vài bang miền Tây nớc Mỹ. Hiện nay phơng pháp này cũng ít đợc sử dụng.
Theo phơng pháp này, cần phải thực hiện các thí nghiệm sau: − Thí nghiệm xác định độ bền Hveem.
− Thí nghiệm xác định độ kết dính Hveem.
− Thí nghiệm xác định độ trơng nở Hveem và độ rỗng Hveem.
1. Thiết bị độ bền (Stabilometer) của Hveem là một loại máy nén 3 trục (hình 3.4)
Thí nghiệm đợc thực hiện trên mẫu hình trụ tròn có đờng kính D = 101.6mm, chiều cao H=63.5mm chế bị theo phơng pháp Hveem, bằng thiết bị đầm Kneading-Compactor, hoặc khoan về từ hiện trờng.
Mẫu sau khi đợc bảo dỡng trong tủ sấy ở nhiệt độ 60±30C trong khoảng thời gian từ 3ữ4 giờ, đợc lấy ra và đặt vào vị trí thí nghiệm.
Ra tải cho mẫu để tạo ra một áp lực hông ban đầu tác dụng lên mẫu là 34.5kPa. Sau đó cho máy nén hoạt động, tác dụng tải theo phơng dọc trục mẫu với tốc độ không đổi là 1.3 mm/phút. Ghi lại độ lớn của áp lực hông ứng với
thời điểm tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mẫu đạt 13.4 kN, 22.3 kN và 26.7 kN.
Ngay sau đó, giảm tải tác dụng lên mẫu theo phơng dọc trục xuống còn 4.45 kN, áp lực hông hông tác dụng lên mẫu xuống còn 34.5 kPa.
Dùng bơm thuỷ lực quay tay để tăng dần áp lực hông tác dụng lên mẫu. Đếm chính xác số vòng quay để áp lực hông tác dụng lên mẫu tăng từ 34.5kPa đến 690 kPa, từ đó tính đợc chuyển vị tơng ứng.
Hình 3.4 Thiết bị Stabilometer của Hveem
Độ ổn định Hveem là một giá trị không có thứ nguyên và đợc xác định theo công thức : 22.2 . 0.222 h v h S P D P P = + − trong đó :
D - Chuyển vị tơng ứng với số vòng quay để áp lực hông tác dụng lên mẫu tăng từ 34.5 kPa đến 690 kPa.
Pv - áp lực tác dụng lên mẫu theo phơng dọc trục (thờng lấy Pv=2.76MPa ứng với tải trọng tác dụng lên mẫu là 22.3kN).
Ph - áp lực hông tác dụng lên mẫu ứng với thời điểm xác định Pv.
Ta thấy, nếu mẫu là tuyệt đối cứng (thép) thì Ph = 0, công thức sẽ cho S=100. Nếu mẫu là nớc, truyền áp lực hoàn toàn ở các phơng thì Ph=Pv và S=0. Vậy hai giá trị cực của S là 0 và 100. Yêu cầu về bê tông nhựa khi lu lợng xe lớn là S phải 37 ; đối với đờng có lu lợng xe trung bình S > 35.
2. Thiết bị thí nghiệm độ kết dính (Cohesionmeter) của Hveem.
Mẫu thí nghiệm đợc chế bị nh ở (1). Đặt mẫu vào thiết bị (hình 3.5), mẫu đợc giữ ở nhiệt độ 140 F (600C). Đổ dần dần các viên bi vào phễu cho đến khi nào mẫu bị gãy. Lúc ấy một cơ cấu tự động đóng lại, không cho bi chảy xuống nữa. Tốc độ tăng khối lợng bi là 1,8 g/phút.
Hình 3.5 Thiết bị Hveem xác định độ kết dính của mẫu bê tông nhựa
Trị số độ kết dính của mẫu bê tông nhựa đợc xác định theo công thức :
2, /0,8 0,178 0,8 0,178 L C g inches H H = + trong đó :
L - Tổng khối lợng các viên bi cần thiết để làm gãy mẫu,g H - Chiều cao của mẫu, inches.
Yêu cầu về độ kết dính của bê tông nhựa là không dới 50 cho mọi lu lợng xe. Thí nghiệm theo phơng pháp Hveem thờng chỉ dùng cho loại bê tông nhựa mà hạt có kích cỡ lớn nhất không quá 1 inches.
3. Thí nghiệm xác định độ trơng nở của bê tông nhựa (T 101)
Hỗn hợp bê tông nhựa có chứa các hạt mịn mà chất lợng còn không rõ rệt, rất có thể làm cho bê tông khi chịu tác dụng của nớc sẽ bị trơng nở.
Mẫu thí nghiệm của hỗn hợp bê tông nhựa đợc chế bị trong một khuôn hình trụ, đờng kính 4 inches, sau đó để mẫu nguội đến nhiệt độ trong phòng. Đem
mẫu nằm trong khuôn đặt trong chậu nớc. Một chuyền vị kế (đo đến 1/100 inche) đợc bố trí nh ở hình 3.6.
Ghi số đọc ban đầu ở chuyển vị kế và số đọc sau khi mẫu và khuôn đợc ngâm trong nớc trong quãng thời gian quy định ( thờng quy định là 24 giờ) hoặc cho đến lúc không thấy chuyển vị kế di chuyển nữa. Hiệu số của 2 số đọc này là độ trơng nở của bê tông nhựa.
Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm xác định độ trơng nở của bê tông nhựa