1 cos sin cossin
2.6 Kết luận chương
1. Để có điều kiện nghiên cứu, mặc dù được biết thông tin về thiết bị thí nghiệm đã có ở nước ngoài, chúng tôi vẫn mạnh dạn nghiên cứu chế tạo thiết bị gia tải xung, lặp để thực hiện thí nghiệm kéo gián tiếp tải trọng lặp xác định mô đun đàn hồi trong phòng thí nghiệm của mẫu bê tông asphalt. Trong quá trình thí nghiệm, thiết bị làm việc ổn định, thời gian thí nghiệm ngắn, kết quả thí nghiệm tương đối tập trung và gần với khoảng các kết quả
thí nghiệm sử dụng mô hình thí nghiệm tương tự đã công bố của nước ngoài. Trên cơ sở đó, chúng tôi coi thiết bị thí nghiệm đề nghị là tin tưởng để tiến hành các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đủ điều kiện đáp ứng được các mục đích nghiên cứu.
2. Mô hình thí nghiệm kéo gián tiếp tải trọng lặp của thiết bị chế tạo có thể mô phỏng gần hơn với đặc điểm tác dụng của tải trọng bánh xe ôtô chạy trên đường, so với thí nghiệm với tải trọng tĩnh vẫn được áp dụng trước đây ở Việt Nam.
3. Theo kết quả thí nghiệm đã tiến hành, giá trị mô đun đàn hồi xác định bằng thí nghiệm kéo gián tiếp tải trọng lặp ở điều kiện nhiệt độ 200C, thời gian tác dụng của tải trọng là 0.1 giây, thời gian chu kỳ là 1 giây (là điều kiện để xác định thông số mô đun đàn hồi của bê tông asphalt theo hướng dẫn AASHTO, từ đây sẽ được gọi là điều kiện chuẩn):
- Hỗn hợp hạt mịn, hàm lượng bitum 5.8%: 1754 MPa; - Hỗn hợp hạt trung, hàm lượng bitum 5.8%: 3048 MPa; - Hỗn hợp hạt trung, hàm lượng bitum 5.4%: 2319 MPa;
- Hỗn hợp hạt thô, hàm lượng bitum 5.4%: 2280 MPa; (xem bảng 2.13). Các giá trị này đều nằm trong phạm vi quy định cho hỗn hợp bê tông asphalt chất lượng tốt như trong hướng dẫn thiết kế kết cấu áo đường mềm của AASHTO [16].
4. Kết quả thí nghiệm với các hỗn hợp bê tông asphalt khác nhau và các chế độ nhiệt độ và gia tải khác nhau cho thấy loại bê tông asphalt, cụ thể là thành phần, kích cỡ cốt liệu và hàm lượng bitum cũng có ảnh hưởng nhất định đến giá trị mô đun đàn hồi xác định bằng thí nghiệm kéo gián tiếp tải trọng lặp. Tuy xu hướng tăng, giảm này chưa có quy luật (chính xác là chưa phát hiện được quy luật do phạm vi nghiên cứu thực nghiệm chưa bao trùm vấn đề này). Còn chế độ nhiệt độ và chế độ gia tải có ảnh hưởng rõ rệt theo quy luật rõ ràng đến mô đun đàn hồi của bê tông asphalt xác định theo
mô hình thí nghiệm này. Điều này cho thấy rằng mô hình thí nghiệm đã lựa chọn có thể phản ánh được đặc điểm vật liệu.
5. Với mẫu khoan mặt đường tuyến đường Láng - Hoà Lạc, một tuyến đường đã đưa vào sử dụng được khoảng 5 năm tính cho đến thời điểm thí nghiệm, mô đun đàn hồi trung bình ở nhiệt độ 200C, thời gian gia tải 0.1 giây, chu kỳ 1 giây, có giá trị gần bằng nhau giữa hai loại hỗn hợp:
- Hạt thô làm lớp dưới mặt đường: 1,571 MPa; - Hạt trung làm lớp trên mặt đường: 1,526 MPa.
So với mẫu bê tông asphalt chế tạo trong phòng thí nghiệm, các giá trị này có nhỏ hơn, nhưng vẫn nằm trong khoảng giá trị quy định mô đun đàn hồi của bê tông asphalt chất lượng cao theo hướng dẫn thiết kế áo đường mềm của AASHTO. Có thể có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc mô đun đàn hồi của mẫu khoan mặt đường nhỏ hơn so với mẫu thí nghiệm được chế tạo trong phòng như sự khác nhau về cơ chế và mức độ đầm nén giữa của hỗn hợp dụng và do ảnh hưởng của thời gian sử dụng.
6. Bảng 2.18 thể hiện các so sánh kết quả thí nghiệm với kết quả đã được tác giả nghiên cứu thực nghiệm trong [3] sử dụng mô hình nén dọc trục tải trọng tĩnh, nở hông tự do với mẫu bê tông asphalt có kích thước D x h = 100 mm x 100 mm. Mô đun đàn hồi xác định bằng thí nghiệm ép chẻ tải trọng xung lặp có giá trị lớn hơn nhiều, khoảng từ 5 - 7 lần của mô đun đàn hồi nén, tải trọng tĩnh. Quan hệ giữa mô đun đàn hồi và nhiệt độ theo hai mô hình thí nghiệm giống nhau về dạng đồ thị và cả về các phương trình quan hệ. Với thí nghiệm kéo gián tiếp tải trọng lặp, ta có dạng phương trình hàm số mũ là T
R e
M =4577 −0.0365 với R2 =0.9775 cho hỗn hợp hạt trung làm lớp trên. Còn với thí nghiệm nén dọc trục tải trọng tĩnh tương ứng ta có hàm số quan hệ theo [3] là E =3044e−0.0063T với R2 =0.8324 hoặc
theo [15], ta có T
e
E =4286.2 −0.00111 với R2 =0.9763. Có thể thấy rằng, vật liệu bê tông asphalt rất nhạy cảm với nhiệt độ, thể hiện gần như nhau các mô hình thí nghiệm khác nhau.
Bảng 2.18: So sánh kết quả nghiên cứu giữa mô đun đàn hồi tĩnh (mô hình nén dọc trục) và mô đun đàn hồi động (mô hình kéo gián tiếp)
Loại mẫu
Kết quả mô đun đàn hồi (MPa) với mô hình Nén dọc trục, tải
trọng tĩnh
Kéo gián tiếp, tải trọng xung lặp Mẫu trong phòng - bê tông asphalt hạt
trung - lớp dưới - lượng bitum 5.4% 243 1,332 Mẫu trong phòng - bê tông asphalt hạt
trung - lớp trên - lượng bitum 5.8% 236 1,728
Ghi chú: