Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu của đề tài, chương 4 đã trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong phòng, trên đoạn thi công thử nghiệm, trên đoạn tuyến đang khai thác đã thu được những kết quả chính như sau:
1.Thực nghiệm xây dựng tương quan giữa cường độ chịu kéo khi uốn và mô đun đàn hồi của BTXM 35/4.5 MPa. Công thức tương quan đề xuất:
- 6 30. 3, 683 10 bt ku E R MPa .
- Công thức giúp cho việc tính toán, kiểm toán Rku khi đo đạc được Ebt
2. Thực nghiệm trên mô hình mặt đường trong phòng thí nghiệm xác định hệ số mô đun đàn hồi nền chịu tải trọng tĩnh và động. Giá trị tương quan đã xác định được:
c = 1.682.
- Hệ số này là cơ sở tính toán quy đổi giá trị mô đun đàn hồi động (thông qua đo đạc động) sang giá trị mô đun đàn hồi tĩnh phục vụ tính toán sức chịu tải chung của mặt đường.
- Giá trị này mới thí nghiệm được trên một loại vật liệu (đối với vật liệu cát đắp trên nền đất sét pha)
- Qua thử nghiệm tĩnh và động tại mô hình trong phòng thí nghiệm đã giúp cho kỹ năng sử dụng trang thiết bị và hiểu rõ về phương pháp đo.
3. Thông qua đo đạc trên đoạn đường thi công thử tại đường nội bộ trường Đại học Giao thông Vận tải, Xưởng Hangarr A76 đã giúp cho việc sử dụng thiết bị đo đạc thành thạo, ứng dụng và kiểm chứng phần mềm tính ngược. Các thiết bị đo được gắn trong tấm hoạt động ổn định, lâu dài góp phần cho các nghiên cứu tiếp theo. Qua đó đã hoàn thiện kỹ năng đo đạc, xử lý số liệu và đã áp dụng đo đạc trên tuyến QL18 với 96 tấm BTXM mặt đường cho thấy việc ứng dụng phương pháp đo động (FWD) tại Việt Nam là ứng dụng phù hợp và hiệu quả.
4. Nghiên cứu sinh đã chế tạo thiết bị đo TOTC-02 đo độ cập kênh tấm có thể áp dụng trong trường hợp chưa có thiết bị FWD.
5. Nghiên cứu sinh đã chế tạo thiết bị đo biến dạng (TOTC-03) đặt trong bê tông nhằm xác định biến dạng dưới đáy tấm. Giá trị đo đạc nhằm đối chứng với kết quả xử lý tính toán từ mềm đã đề xuất sử dụng. Hệ thống đo tự động từ xa (có thể liên tục cập
nhật tự động số liệu về máy tính trung tâm). Hệ thống đo tự động sau đó được áp dụng có hiệu quả hoạt động tin cậy phục vụ ứng dụng thực tế như: Quan trắc dịch chuyển tự động gối Cầu Bãi Cháy, đo quan trắc nhiệt độ mặt đường bê tông nhựa tại Thủ Đức (10 phút lấy dữ liệu chuyển về trung tâm). Hệ thống này đã được nghiên cứu sinh và các cộng sự đã đăng ký tại cục sở hữu trí tuệ và đã công bố trên Công báo sở hữu công nghiệp số 339 tập A (06.2016) của Cục Sở hữu trí tuệ- Bộ Khoa học công nghệ.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết cấu mặt đường BTXM với những ưu điểm chịu được tải trọng nặng, thời gian phục vụ dài, ít chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường là lựa chọn hàng đầu cho xây dựng đường ô tô và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các quốc gia. Ở Việt Nam, lựa chọn mặt đường BTXM là giải pháp kích cầu sử dụng xi măng trong nước, giảm nhập khẩu nhựa đường và tận dụng được các nguồn lực địa phương.
Hiện nay ở Việt Nam hệ thống tiêu chuẩn thiết kế, thi công, nghiệm thu và đánh giá trong quá trình khai thác mặt đường BTXM cho đường ô tô và sân bay chưa được đồng bộ, chưa cập nhật những công nghệ mới. Nghiên cứu sử dụng phương pháp không phá hủy để đánh giá chất lượng mặt đường BTXM ở Việt Nam là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
- Luận án có ý nghĩa khoa học:
+ Phân tích, xác định những thông số quan trọng cần kiểm soát khi đánh giá chất lượng khai thác mặt đường bê tông xi măng đường ô tô bằng phương pháp không phá hủy;
+ Phân tích nguyên lý truyền sóng đánh giá chất lượng mặt đường BTXM, chế tạo thành công các thiết bị đo đạc làm cơ sở khoa học cho phân tích kết cấu mặt đường BTXM.
- Luận án có ý nghĩa thực tiễn:
+ Kiến nghị quy trình đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM ô tô bằng phương pháp không phá hủy ở Việt Nam;
+ Chế tạo các thiết bị phục vụ cho công tác nghiên cứu thực nghiệm đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Những kết quả mới đạt đƣợc của luận án
1. Đề xuất trình tự công nghệ đo động xác định chiều dày, khuyết tật, độ hổng dưới đáy tấm của mặt đường BTXM. Thiết kế chế tạo thành công thiết bị TOTC-01 đảm bảo chính xác, hoạt động ổn định, có tốc độ lấy mẫu tối đa 1.25 Mhz phù hợp với các điều kiện Việt Nam;
2. Đề xuất trình tự công nghệ đo, thiết kế chế tạo thành công thiết bị TOTC-02 đo độ cập kênh của tấm khi chịu tải trọng động với độ chính xác 10-4mm. Bước đầu đề xuất giới hạn đánh giá chất lượng khai thác tấm theo độ cập kênh của tấm BTXM.
3. Thiết kế, xây dựng mô hình nghiên cứu hiện trường đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM bằng phương pháp không phá hủy. Thiết kế chế tạo thành công bộ thiết bị TOTC-03 đo đạc tự động theo thời gian thực các trường nhiệt độ, biến dạng và dao động trong kết cấu mặt đường BTXM đảm bảo chính xác;
4. Xây dựng tương quan thực nghiệm giữa cường độ chịu kéo khi uốn Rku và mô đun đàn hồi Ebt của BTXM 35/4.5 Mpa sử dụng phân tích, thiết kế kết cấu mặt đường BTXM 6 30, 3, 683 10 bt ku E R MPa .
5. Thiết kế mô hình nghiên cứu mặt đường trong phòng thí nghiệm, xác định hệ số tương quan mô đun đàn hồi nền chịu tải trọng tĩnh và động c = 1.682.
6. Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm hiện trường tại 3 dự án: Đường nội bộ Hangar A76-Sân bay Nội Bài; Đoạn thử nghiệm Đại học GTVT; và Quốc lộ 18 Hạ Long – Vân Đồn luận án đã đề xuất được quy trình đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM đường ô tô và sân bay bằng phương pháp không phá hủy đảm bảo nhanh chóng, chính xác, cập nhật, phù hợp với các điều kiện Việt Nam;
Đề xuất định hƣớng nghiên cứu tiếp theo
- Phân tích các trường nhiệt độ, biến dạng và dao động trong kết cấu mặt đường BTXM theo thời gian thực và đánh giá ảnh hưởng đến chất lượng khai thác kết cấu tổng thể nền mặt đường;
- Nghiên cứu tương quan giữa cường độ chịu kéo khi uốn (Rku) và mô đun đàn hồi (Ebt) với nhiều loại cốt liệu, xi măng, cấp bê tông khác nhau.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ THAM GIA CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
[1] Lương Xuân Chiểu, Trần Văn Khuê (2010), Nghiên cứu phương đo sóng ứng suất xác định vận tốc truyền sóng trong bê tông, Tạp chí Khoa học Giao thông
Vận tải số 29 tháng 3 năm 2010.
[2] Lương Xuân Chiểu, Hoàng Tùng (2012), Nghiên cứu sơ bộ về tải trọng tính toán và cấu tạo mặt đường bê tông xi măng trong nút giao vòng xuyến, Tạp chí
Khoa học Giao thông Vận tải số 37 tháng 3 năm 2012.
[3] Lã Văn Chăm, Lương Xuân Chiểu (2012), Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn tương quan giữa cường độ chịu nén với vận tốc truyền sóng siêu âm kết hợp trị số bật nảy ứng dụng đánh giá cường độ chịu nén bê tông mác 45 – 55 MPa,
Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải số 38 tháng 6 năm 2012.
[4] Lương Xuân Chiểu, Nguyễn Quang Phúc, Phạm Văn Mạnh (2014), Sử dụng kết
quả thí nghiệm FWD phân tích kết cấu mặt đường bê tông xi măng, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải số 46 tháng 6 năm 2014 trang 59-66.
[5] Lương Xuân Chiểu, Nguyễn Xuân Huy, Đặng Viết Tuấn, Nguyễn Huy Cường (2014), Phân tích sự làm việc cục bộ của kết cấu khung BTCT có sử dụng cảm
biến đo biến dạng cốt thép, Tạp chí Giao thông Vận tải số 11 năm 2014
[6] Nguyen Xuan Huy+ Phạm Xuan Dat+Luong Xuan Chieu (2016), Shaking Table Test on Seismic Performance of L- and V-Sectioned Reinforced Concrete Columns-Journal of Earthquake&Tsunami- ISSN 1793-4311,Vol.9,No.4,
1550010, Science Citation Index Expanded (SCIE):
[7] Lương Xuân Chiểu (2011), Bằng phương pháp thực nghiệm thiết lập mối quan
hệ giữa cường độ nén bê tông và vận tốc truyền sóng siêu âm đối với bê tông cường độ cao, Đề tài khoa học cấp bộ mã số B2007-04-50
[8] Lương Xuân Chiểu (2014), Nghiên cứu thiết kế chế thử cảm biến đo biến dạng.
Ứng dụng đo đạc, quan trắc biến dạng cấu kiện bê tông khi chịu tải trọng, Đề
tài cấp trường mã số :T2014-TTKHCNGTVT- 34
[9] Lương Xuân Chiểu, (2011), Nghiên cứu đo đạc tính toán chỉ số PCN cho mặt đường BTXM và sân bay, Đề tài khoa học mã số :T2011-CT.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
[1] Bộ Giao thông vận tải (1995), Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 223-95, Quy trình thiết
kế áo đường cứng, Hà Nội.
[2] Bộ Giao thông vận tải (2006), Tiêu chuẩn ngành 22TCN 335-06,Quy định thí nghiệm và đánh giá cường độ nền đường và kết cấu mặt đường mềm của đường ô tô bằng thiết bị đo động FWD, Hà Nội.
[3] Bộ Giao thông vận tải (2012), Quyết định số 3230/QĐ BGTVT, Quy định tạm
thời về thiết kế mặt đường BTXM thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông, Hà Nội.
[4] Bộ Giao thông vận tải (2012), Quyết định số 1951/QĐ BGTVT, Quy định tạm thời về kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình Giao thông, Hà Nội.
[5] Hà Huy Cương (1984), Luận án TSKH, Sử dụng nguyên lý cực trị Gauss vào các bài toán mặt đường cứng sân bay và đường ôtô, Đại học MADI-Mátxcơva
[6] Hà Huy Cương (IV/2005), Phương pháp nguyên lý cực trị Gauss, Tạp chí Khoa học và kỹ thuật.
[7] Lã Văn Chăm (2002), Một số vấn đề về đánh giá mặt đường Bê tông xi măng
bằng Dynatest, Bộ môn Đường bộ Trường ĐHGTVT.
[8] Lã Văn Chăm (2003), Đo đạc sóng bề mặt để đánh giá môđun đàn hồi của kết cấu mặt đường bê tông xi măng, Tạp chí khoa học GTVT số 4, Hà Nội.
[9] Lã Văn Chăm (2003), Một số vẫn đề về đánh giá mặt đường bê tông xi măng bằng dynatets 8000, Tạp chí khoa học GTVT số 5, Hà Nội.
[10] Lương Xuân Chiểu (2014), Nghiên cứu thiết kế chế thử cảm biến đo biến dạng.
Ứng dụng đo đạc, quan trắc biến dạng cấu kiện bê tông khi chịu tải trọng, Đề tài
cấp trường mã số :T 2014-TTKHCNGTVT- 34
[11] Lương Xuân Chiểu (2009), Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số đặc trưng của
mặt đường cứng bằng phương pháp động, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội.
[12] Nguyễn Duy Đồng (2007), Nghiên cứu sự làm việc của mặt đường cứng sân bay trong điều kiện nhiệt độ Việt Nam, Luận án TSKT.
[13] Nguyễn Xuân Đào (1977), Máy đo xóc MĐX-73 và máy rơi chấn động MRCĐ- 74 những trang thiết bị tự chế tiện lợi cho kỹ thuật mặt đường ô tô ở Việt Nam,
Tạp chí KHKT GTVT (1977).
[14] Phạm Huy Khang (2008), Thiết kế mặt đường BTXM đường ô tô và mặt đường
sân bay, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.
[15] Dương Học Hải, Hoàng Tùng, Mặt đường bê tông xi măng cho đường ôtô- Sân bay, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội
[16] Nguyễn Hồng Minh (2007), Đánh giá chất lượng, xác định tuổi thọ công trình mặt đường bê tông xi măng sân bay, Luận án TSKT
[17] Hoàng Nam Nhất (2001), Về sự làm việc của mặt đường sân bay chịu tải trọng động, Luận án TSKT
[18] Ngô Hà Sơn (1995), Ứng suất nhiệt trên mặt đường bê tông xi măng sân bay, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật
[19] Nguyễn Hoàng Sơn (2013), Đề tài cấp bộ, Mã số DT134013, Nghiên cứu đánh giá hiện trạng chất lượng kết cấu mặt đường ô tô bằng bê tông xi măng đã xây dựng ở Việt Nam giai đoạn 1975 đến nay.
[20] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118-2012,Bê tông nặng – phương pháp xác định cường độ nén, Hà Nội.
[21] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9357-2012,Bê tông nặng – phương pháp thử không
phá hủy – đánh giá chất lượng bê tông bằng vận tốc xung siêu âm, Hà Nội.
[22] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3119-2012,Bê tông nặng – phương pháp xác định cường độ chịu kéo khi nén, Hà Nội.
[23] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5726-1993, Bê tông nặng – phương pháp xác định
cường độ lăng trụ và mô đun đàn hồi khi nén tĩnh, Hà Nội.
[24] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9357-2012,Bê tông nặng – phương pháp xác định
cường độ chịu kéo khi nén, Hà Nội.
[25] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10907-2015,Sân bay dân dụng – mặt đường sân bay – yêu cầu thiết kế, Hà Nội.
[26] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 11365-2016, Mặt đường sân bay – Xác định số phân cấp mặt đường bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi, Hà Nội.
[27] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN ISO 9000:2007,Hệ thống quản lý chất lượng – cơ
sở và từ vựng, Hà Nội.
[28] Phạm Cao Thăng (2016), Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá sức chịu tải tĩnh mặt đường bê tông xi măng bằng thiết bị đo động FWD, Tạp chí giao thông vận tải 8/2016.
[29] Phạm Cao Thăng (2014), Tính toán thiết kế các kết cấu mặt đường, NXB Xây dựng
[30] Vũ Đình Phụng (1987), Xác định tải trọng phá hoại tính toán dùng trong thiết kế mặt đường cứng, đường ô tô và sân bay theo trạng thái phá hỏng, Luận án TSKT
Tài liệu dịch:
[31] Bêdukhốp N.I(1978), Cơ sở lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo, lý thuyết từ biến,
Phan Ngọc Châu dịch, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
[32] Nguyễn Quang Chiêu (2001), Bản dịch phương pháp ACN-PCN.
[33] Phạm Huy Khang (2016), Bản dịchMặt đường bê tông xi măng theo quan điểm
hiện đại.
[34] X.P.Timôsenkô - X.Vôinôpxki - Krige (1971), Tấm và vỏ, Người dịch: Phạm Hồng Giang, Vũ Thành Hải, Đoàn Hữu Quang. NXB. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
[35] AASHTO Guide for Design of Rigid Pavement Structures, AASHTO 1998.
[36] ASTM 1383-98 (1998), Standard Test Method for Measuring the P-Wave Speed
and the Thickness of Concrete Plates Using the IMPact-Echo Method.
[37] ASTM D4580M (2012), Standard Practice for Measuring Delaminations in Concrete Bridge Decks by Sounding.
[38] ASTM D6433 (2009), Standard Practice for Roads and Parking Lots Pavement
Condition Index Surveys.
[39] A. Qaium Fekrat March (2010), Calibration and Validation of EverFE 2.24: A
Finite Element Analysis Program for Jointed Plain Concrete Pavements, M.S.,
Civil Engineering.
[40] Asst. Prof. Dr. Mohammed M.Salman, Eng. Ali H. Al-Amawee (2006), The Ratio between Static and Dynamic Modulus of Elasticity in Normal and High Strength Concrete.
[41] Bill Davids (2003), Ph.D, P.E, EverFE Theory Manual, Dept. of Civil and
Environmental Engineering, University of Maine.
[42] Chowdhury Indrajit, Shambhu P.Dasgupta (2009), Dynamics of Structure and Foundation- Aunified approach. Taylor & Francis Group.London, UK
[43] F.T.Fwa (2006), The handbook of Highway Engineering, Taylor & Fracis,
London
[44] IMPact- Echo User‟s Manual
[45] Long -Life Concrete Pavements in Europo and Canada. FHWA. 2007.
[46] L.P. Priddy, D.W. Pittman, and G.W. Flintsch, 2013. Load transfer characteristics of pricast porland cement concrete panels for airfield pavement repairs. TRB 2014 report.
[47] Lev Khazanovich, Alex Gotlif, 2003. Evaluation of joint and crack load transfer final report- FHWA-RD-02-088
[48] Nick Thom (2003), Concrete pavement design, Taylor & Fracis, New Yord. [49] Michael J.O‟Donnell (2011), AC 150 / 5370 – 11B, Use of Nondestructive
Testing in the Evaluation of Airport Pavements, U.S. Department of
Transportation.
[50] Pryianka S (2016). Nondestructive Deflection Testing based MechanisticEmpirical Overlay Thickness Design Approach for Low Volume Roads: Case Studies- Elsevier, No 143
[51] The IMPact-Echo Method: an overview by N.J Cario.
[52] The IMPact Echo Method: A review by Fernando J. Germar University of the Philippines.
[53] U.S. Department of Transportation, 2011. Use of Nondestructive Testing in the Evaluation of Airport Pavements. Report No 150/5370-11B of FAA.
TÀI LIỆU TIẾNG PHÁP
[54] Sergio Perez, Anne Beeldens, Johan Maeck, Carl Van Geem, Ann Vanelstraete, Geert Degrande, Geert Lombaert, Pıeter De Wınne (2009), Evaluation a l‟aide du FWD et du faultimetre des stabilisations de dalles en béton, Belgisch Wegencongres.