Hiện nay, các thí nghiệm không phá hủy (NDT) đang được sử dụng rộng rãi để đánh giá kết cấu áo đường. Đặc điểm của thí nghiệm này là khắc phục những nhược điểm của các thí nghiệm phá hoại kết cấu như việc lấy mẫu, khoan, cắt, đào,… làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của mặt đường; thời gian thực hiện lâu, không thể thực hiện thường xuyên… Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu đề cập đến vấn đề này và đã thu được những kết quả quan trọng.
-Nghiên cứu của Priyanka S. và các cộng sự [50]
Nghiên cứu này được thực hiện tại Illinois _ Hoa Kỳ. Theo đó, tại Illinois, mô hình cơ học kinh nghiệm ME (Mechanistic-Empirical) được sử dụng để thiết kế chiều
dày kết cấu áo đường tăng cường trên mặt đường cũ, đặc biệt là trong một số trường hợp không sử dụng vật liệu truyền thống (ví dụ vật liệu tái chế). Khi đó, rất cần phải đánh giá các đặc trưng cơ lý của mặt đường cũ cũng như mặt đường sau khi tăng cường, đồng thời dự báo tuổi thọ của mặt đường trong tương lai. Các thí nghiệm NDT bằng thiết bị FWD theo hướng dẫn của AASHTO 1993 đã được áp dụng để thí nghiệm cho 20 đoạn đường với các loại kết cấu và lưu lượng giao thông khác nhau.
Kết quả thí nghiệm kết hợp với việc áp dụng mô hình ME trong thiết kế lớp mặt đường tăng cường cho thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt. Trên 20 đoạn đường thí nghiệm, nếu dùng phương pháp thí nghiệm, đánh giá và thiết kế truyền thống của Bang Illinois, tất cả đều phải tăng cường ngay bằng lớp mặt trên với chiều dày từ 5 đến 10cm; nếu theo phương pháp NDT của AASHTO 1993 thì chỉ phải tăng cường cho 10 đoạn đường. Nếu dùng NDT kết hợp với mô hình kinh nghiệm ME thì chỉ phải tăng cường cho 7 đoạn.
-Nghiên cứu của L. Khazanovich, A. Gotlif [47]
Nghiên cứu này đề cập tới việc sử dụng thí nghiệm NDT để xác định khả năng truyền lực tại khe nối (Load Transfer Efficiency -LTE) của mặt đường bê tông xi măng tại Hoa Kỳ, thuộc chương trình LTPP (LongTerm Pavement Performance).
Với việc thực hiện rất nhiều thí nghiệm thực tế, các tác giả đã đề xuất được trình tự thực hiện và phương trình tương quan xác định LTE thực tế, từ số liệu đo bằng thiết bị FWD theo phương pháp NDT. Theo đó:
2 3
1 2 3 4
AREA AREA AREA
mes mes mes
pred mes
LTE LTE LTE
LTE K LTE K K K
(1.1)
LTEpred: hệ số truyền lực thực tế Ki:hệ số điều chỉnh (thực nghiệm)
LTEmes: hệ số truyền lực đo bằng FWD (theo chậu võng và tính đổi theo phương trình Westergard).
AREA: hệ số tính đổi từ độ võng xác định theo các đầu đo của FWD
1 0 1 1 1 1 0 1 AREA 2 n i i i n n n i W r W r r W r r W (1.2)
Wi : là các giá trị độ võng tại đầu đo i.
ri: khoảng cách từ tâm tấm ép của FWD tới các đầu đo.
Ngoài ra, nghiên cứu còn đề cập và xác định bằng định lượng các ảnh hưởng sau đây tới việc xác định LTE theo phương pháp NDT bằng FWD.
Vị trí đặt tấm ép
Độ lớn của tải trọng tác dụng
Loại hình kết cấu mặt đường BTXM
Hệ số nền k của tầng móng (đặc điểm tầng móng)
Đặc điểm thiết kế và điều kiện xây dựng, loại thanh truyền lực, khoảng cách khe nối, khoảng cách thanh truyền lực, hàm lượng cốt thép trong khe nối, hướng của khe nối (so với tim tuyến), chiều dày tấm, thời tiết.
Tuổi thọ mặt đường và chất lượng khe nối.
- Nghiên cứu của L.P. Priddy, D.W. Pittman, and G.W. Flintsch [46]
Nghiên cứu này đề cập tới việc sử dụng phương pháp NDT để đánh giá phần mặt đường BTXM sân bay đã được sửa chữa theo phương pháp sửa chữa sâu (Full Depth Repair FDR). Cụ thể, khi tấm bị hư hỏng, phải đào bỏ và đổ lại tấm mới. Khi đó, phương pháp NDT cũng được sử dụng để đánh giá chất lượng của tấm thay thế này.
Nghiên cứu đã đưa ra được ảnh hưởng của các thông số tới hệ số truyền lực LTE tại khe nối giữa tấm thay thế với tấm cũ theo cho các điều kiện khác nhau:
Vị trí của tấm thay thế
Vị trí của khe so với hướng xe chạy
Đặc điểm hình học của tấm mới so với tấm cũ, Đặc điểm cơ lý của vật liệu làm tấm mới Đặc điểm cấu tạo khe mới,
Đặc điểm cấu tạo thanh truyền lực và phương pháp bố trí thanh truyền lực…