4 5 Kiến nghị về thời điểm thích hợp và hiệu chỉnh kết quả đo HWD theo nhiệt độ
452 Về ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ tới các thông số mặt đường BTXM đánh
BTXM đánh giá bằng HWD
Ở giữa tấm, chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới tấm có ảnh hưởng tới các đặc khi đánh giá bằng HWD, trong đó phải kể đến là độ võng, chỉ số PCN, bán kính độ cứng tương đối Các phương trình tương quan dạng bậc 2 đã được thiết lập, với giá trị R2 đủ lớn Riêng đối với PCN, tương quan này chưa thực sự chặt chẽ, khi R2 chỉ nằm ở khoảng lân cận 50% Sự ảnh hưởng và các tương quan vừa nêu được thấy rõ khit>1,50C Khit≤1,50C, sự ảnh hưởng củat tới các thông số không lớn
Ở cạnh tấm, độ võng cũng chịu ảnh hưởng củat và nhiệt độ bề mặt (với tương quan chặt) Hệ số truyền lực LTE tăng khit tăng, và ổn địnht≤1,50C
Ảnh hưởng củat tới các thông số tính toán, thiết kế cũng đã được xem xét Trong số đó, bán kính độ võng tương đối là thông số có chịu ảnh hưởng khá rõ ràng,
z=40cm Tháng 1 2 3 4 5 6 Ktháng 1 45 -0 75 -0 31 -0 43 -2 49 -3 33 Tháng 7 8 9 10 11 12 Ktháng -3 60 -3 95 -1 44 0 98 0 19 1 33 z=20cm Tháng 1 2 3 4 5 6 Ktháng 1 48 -0 69 -0 33 -0 57 -2 07 -3 18 Tháng 7 8 9 10 11 12 Ktháng -4 07 -4 69 -2 12 1 18 0 25 1 31
có tương quan tốt với chênh lệch nhiệt đột Trong khi đó, giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo σs lại ít chịu ảnh hưởng hơn bởi yếu tốt
Dựa trên vùngt cho phép các thông số độ võng, PCN, LTE ổn định, khung thời gian ứng với điều kiện nhiệt độ có≤1,50C đã được đề xuất, được coi là các thời điểm phù hợp để thực hiện thí nghiệm HWD
KẾT LUẬN Những kết quả đạt được của luận án
1 Tổng hợp được kết quả nghiên cứu trong nước và trên thế giới (Trung Quốc, Nhật Bản, Mĩ…) về sự truyền nhiệt và ảnh hưởng của nhiệt độ tới các thông số của mặt đường BTXM đánh giá bằng FWD, HWD:
- Dạng phương trình vi phân bậc 2 theo Fourier vẫn được dùng phổ biến, với giả thiết nhiệt độ bề mặt tấm BTXM biến động theo dạng điều hòa
- Sự thay đổi chênh lệch nhiệt độ, nhiệt độ bề mặt, nhiệt độ trung bình trong tấm có liên quan tới độ vồng, sự dãn dài và hiệu ứng chèn móc (aggregate interlock) trên bề mặt cạnh tấm ở vị trí khe nối Từ đó, có ảnh hưởng tới độ võng và các thông số xác định bằng HWD Các tương quan toán học đã được tìm thấy giữa nhiệt độ bề mặt và độ võng tại cạnh tấm, góc tấm, LTE; giữa chênh lệch nhiệt độ (thớ trên-thới dưới) và độ võng tại giữa tấm BTXM khi đánh giá bằng HWD
2 Tổng hợp được lý thuyết và đề xuất phương pháp hiệu chỉnh phương trình truyền nhiệt (các điều kiện biên và tham số cần hiệu chỉnh); Đề xuất được nội dung tính toán ngược phục vụ xác định các tham số của mặt đường BTXM sân bay từ kết quả đo độ võng bằng thí nghiệm HWD
3 Thông qua số liệu đo đạc nhiệt độ ở các chiều sâu khác nhau của tấm BTXM ở điều kiện ngoài trời trong thời gian 1 năm, tìm được quy luật biến thiên theo hàm cos đối với nhiệt độ mặt tấm, đáy tấm cũng như chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt của tấm Mặc dù điều kiện thời tiết có nhiệt độ rất cao (mùa hè) hoặc thấp (mùa đông), chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới tấm BTXM (ở điều kiện khảo sát) chỉ thay đổi từ -5,70C đến 90C
4 Từ số liệu khảo sát nhiệt độ, đã xác định được điều kiện biên, tham số K và hoàn thiện được phương trình truyền nhiệt trong tấm BTXM
5 Đã thực hiện được thí nghiệm HWD đối với mặt đường BTXM sân bay Vân Đồn, là sân bay được xây dựng mới, chưa đưa vào khai thác; kết cấu và điều kiện thí nghiệm đối với các tấm là khá thống nhất Kết quả thí nghiệm thu được trực tiếp là độ võng mặt đường tại tâm tấm, cạnh tấm và nhiệt độ bề mặt tấm khi đo Từ phương
trình truyền nhiệt và số liệu nhiệt độ bề mặt đo được bằng thiết bị HWD, xác lập được diễn biến nhiệt độ trong tấm BTXM sân bay Vân Đồn, làm cơ sở để phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ tới các thông số tấm BTXM
6 Phân tích được ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt và chênh lệch nhiệt độ (mặt tấm-đáy tấm) tới độ võng, PCN, hiệu quả truyền lực và một số thông số thiết kế tấm BTXM sân bay Vân Đồn Một số tương quan bậc 2 giữa yếu tố nhiệt độ và thông số đã được xác định như sau:
7 Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra được rằng, một số thông số quan trọng như độ võng, PCN, LTE, bán kính độ cứng tương đối ít bị thay đổi khi<1,50C Từ đó, đề xuất được thời điểm thích hợp để tiến hành thí nghiệm HWD cũng như hiệu chỉnh kết quả đo về điều kiện tiêu chuẩn
Trong các nội dung trên, việc khảo sát chuỗi số liệu về nhiệt độ trong vòng 1 năm, kết quả đánh giá mặt đường BTXM sân bay bằng HWD, ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả đánh giá vừa nêu là những kết quả quan trọng, có tính mới của luận án Các kiến nghị về phương trình tương quan cũng như thời điểm thí nghiệm HWD mặc
STT Tương quan
1 Tương quan giữa độ võng tại cạnh tấm nhiệt độ bề mặt tấm: d= 1113-66,25 tm + 1,174 tm2
2 Tương quan giữa độ võng tại cạnh tấm vàt 2 d=198,2-11,47 t+1,539 t 3 Tương quan giữa độ võng tại giữa tấm vàt
2 d=171,8+4,377 t+0,5474 t 4 Tương quan giữa PCN vàt:
2 PCN=101,1-0,2694t-0,2363t 5 Tương quan giữa LTE và nhiệt độ bề mặt:
LTE=1,047-0,008174 tm+0,000192 tm2 6 Tương quan giữa LTE vàt (tại cạnh tấm):
2 LTE=0,9610+0,000933 t+0,000200 t 7 Tương quan giữa bán kính độ cứng tương đối vàt (cường
độ):
2 l=1,374+0,006758 t+0,003336 t
8 Tương quan giữa bán kính độ cứng tương đối vàt (nứt): 2 l=1,001+0,005797 t+0,002314 t
dù còn phải chấp nhận nhiều điều kiện “biên”, chưa thể áp dụng rộng rãi, nhưng có tính định hướng tốt trong nghiên cứu và sát xuất thực tiễn
Hạn chế của luận án
1 Phạm vi khảo sát nhiệt độ còn hạn chế, chưa mang tính đại diện cho một khu vực, với duy nhất một dạng kết cấu mặt đường BTXM không có cốt thép (chưa tương đồng với kết cấu mặt đường BTXM sân bay Vân Đồn)
2 Thí nghiệm HWD mới chỉ thực hiện tại 1 sân bay (Vân Đồn), vào thời điểm tháng 11 năm 2018, chưa có các thời điểm nhiệt độ cao ứng với điều kiện mùa hè ở Việt Nam;
3 Ngoài yếu tố nhiệt độ, chưa xét được ảnh hưởng của các yếu tố khác tới kết quả đánh giá thông số mặt đường BTXM bằng HWD như độ ẩm, lượng mưa, cường độ nền đường
4 Chưa xác định được chính xác độ vồng âm, dương của tấm theo thay đổi của chênh lệch nhiệt độ và nhiệt độ bề mặt Tương tự, sự tiếp xúc của móng với đáy tấm BTXM khi nhiệt độ thay đổi chưa được xác định một cách định lượng mà mới chỉ dừng ở mức định tính
5 Kết quả nghiên cứu đối với phương trình truyền nhiệt chưa được đánh giá so sánh rộng rãi với các nghiên cứu đã có (hiện mới chỉ so sánh với các nghiên cứu của [21][22])
Hướng nghiên cứu tiếp theo
Tiếp tục hướng nghiên cứu đối với các địa bàn và kết cấu mặt đường BTXM khác nhau;
Triển khai các thí nghiệm HWD trong các điều kiện thời tiết khác nhau, đặc biệt là khí hậu nắng nóng theo điều kiện Việt Nam;
Xem xét ảnh hưởng của các yếu tố độ ẩm, thời tiết, cường độ nền đường tới kết quả đánh giá mặt đường bằng HWD
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
1 Ngô Việt Đức, Hồ Anh Cương, (2017), Xác định các thông số
cường độ của nền dưới tấm BTXM mặt đường bằng thiết bị gia tải động FWD Primax 1500, Tạp chí Cầu đường, số tháng 10/2017, trang 31 – 34, ISSN 1859- 459X
2 , Ngô Việt Đức, Hoàng Tùng (2019), Kết hợp lý thuyết tính
ngược và việc sử dụng thiết bị gia tải động FWD để đánh giá khả năng làm việc của mặt đường bê tông xi măng, Tạp chí Giao thông Vận tải, số tháng 7/2019, trang 49 – 52, ISSN 2354-0818
3 , Ngô Việt Đức, Hoàng Tùng (2020), Khảo sát sự biến thiên
của nhiệt độ trong tấm BTXM mặt đường ở điều kiện miền Bắc, Tạp chí Giao thông Vận tải, số tháng 12/2020, trang 97 – 101, ISSN 2354-0818
4 Hoàng Tùng, Nguyễn Thanh Hoài, , Phạm Hồng Phước, Phạm
Tiến Tới, Bùi Văn Dưỡng (2021), Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu các lớp phân cách và lớp móng trên tới lực tiếp xúc tại đáy tấm BTXM mặt đường ô tô, Tạp chí KHCN Xây dựng tháng 3/2021 (tập 15 số 1V), trang 29 – 36, p-ISSN 2615-9058, e-ISSN 2734-9489
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1 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 BTXM trong xây dựng công trình giao thông, Hà Nội
2 Lã Văn Chăm (2003), Đo đạc sóng bề mặt để đánh giá môđun đàn hồi của
kết cấu mặt đường BTXM, Tạp chí khoa học GTVT số 4, Hà Nội
3 Lã Văn Chăm (2003), Một số vấn đề về đánh giá mặt đường BTXM bằng
dynatets 8000, Tạp chí khoa học GTVT số 5, Hà Nội
4 Lã Văn Chăm (2010), Cơ sở lý thuyết và ứng dụng các phương pháp đo động
để xác định một số đặc trưng cơ học của mặt đường, Tạp chí Giao thông Vận tải
5 Lã Văn Chăm và cộng sự (2016), Xây dựng đường ô tô, NXB Giao thông Vận tải
6 Nguyễn Quang Chiêu (2001), Phương pháp ACN-PCN
7 Nguyễn Quang Chiêu (2004), Mặt đường bê tông xi măng, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội
8 Lương Xuân Chiểu (2009), Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số thông
số của mặt đường cứng bằng phương pháp động, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học
Giao thông Vận tải, Hà Nội
9 Lương Xuân Chiểu (2017), Nghiên cứu một số thông số thông số đánh giá chất
lượng khai thác mặc đường BTXM đường ô tô bằng phương pháp không phá hủy ở Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội
10 Hà Huy Cương (1991), Xử lý lớp ngăn cách trong kết cấu mặt đường bê
tông xi măng, Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước
11 Hồ Anh Cương, Phạm Quang Khởi (2017), Ảnh hưởng của cốt sợi thép
phân tán trong việc tăng cường khả năng chống nứt do co ngót của bê tông xi măng cát, Tạp chí Giao thông Vận tải Số tháng 3/2017
12 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 Khoa học kỹ thuật GTVT, Hà Nội
13 Trần Thị Kim Đăng (2011), Ứng dụng kết quả thí nghiệm FWD tính toán
mô đun đàn hồi lớp của vật liệu kết cấu áo đường mềm, Tạp chí Cầu đường, Hà Nội
14 Nguyễn Tiến Đích (1985), Bảo dưỡng bê tông trong điều kiện khí hậu Việt
Nam, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội
15 Nguyễn Duy Đồng (2005), Phân bố nhiệt độ trong mặt đường bê tông xi măng
dưới tác động của nhiệt độ môi trường, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật số 113, Hà Nội
16 Nguyễn Duy Đồng (2007), Nghiên cứu sự làm việc của mặt đường cứng
sân bay trong điều kiện nhiệt độ Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Học viện Kỹ
thuật Quân sự, Hà Nội
17 Ngô Việt Đức (2008), Phương pháp tính mặt đường BTXM cốt thép liên tục
dùng trong đường sân bay, Đề tài NCKH cấp Trường - Trường Đại học Xây dựng,
Hà Nội
18 Ngô Việt Đức, Vũ Ngọc Trụ (2016), Sử dụng thiết bị gia tải động FWD để
đánh giá cường độ nền đất và kiểm tra khả năng chịu tải của mặt đường bê tông xi măng, Tạp chí Giao thông vận tải, trang 52-54, Hà Nội
19 Ngô Việt Đức (2018), Nghiên cứu sử dụng thiết bị gia tải động FWD
Primax 1500 kết hợp với bài toán tính ngược để khảo sát một số thông số về cường độ và khả năng liên kết của các tấm BTXM làm mặt đường ô, Đề tài NCKH cấp
trường - Trường Đại học Xây dựng
20 Dương Học Hải (1977), Nghiên cứu sự phân bố ẩm và nhiệt trong thân nền
đường ô tô trong vùng đồng bằng miền Bắc nước ta, Luận văn phó tiến sỹ, Trường
Đại học Xây dựng, Hà Nội
21 Dương Học Hải, Nguyễn Hào Hoa, Nguyễn Xuân Vinh (1987), Nghiên cứu
sự phân bố nhiệt độ trong kết cấu áo đường ô tô, Tạp chí KHKT Viện Khoa học Việt
Nam số 1+2, Hà Nội
22 Dương Học Hải và các cộng sự (1993), Nghiên cứu ảnh hưởng của điều
kiện khí hậu Việt Nam đến việc thiết kế tấm bê tông xi măng, Báo cáo đề tài cấp bộ
23 Dương Học Hải (biên soạn), Quy phạm kỹ thuật đường bộ mặt đường BTXM
đường ô tô theo tiêu chuẩn JTJ 073 01 2001 của Trung Quốc
24 Dương Học Hải, Hoàng Tùng (2010), Mặt đường BTXM cho đường ôtô - sân bay, NXB Xây dựng, Hà Nội
25 Dương Học Hải, Nguyễn Xuân Trục (2014), Thiết kế đường ô tô, tập 2, NXB Giáo dục, Hà Nội
26 Phạm Huy Khang (2008), Thiết kế mặt đường bê tông xi măng đường ô tô
và mặt đường sân bay, NXB Giao thông Vận tải
27 Phạm Huy Khang (2010), Công nghệ thi công mặt đường bê tông xi măng, NXB Xây dựng
28 Phạm Huy Khang (2015), Mặt đường sân bay theo quan điểm hiện đại, NXB Giao thông Vận tải
29 Phạm Huy Khang (2016), Bản dịch Mặt đường BTXM theo quan điểm hiện
đại, NXB Giao thông Vận tải
30 Phạm Huy Khang (2021), Thiết kế và quy hoạch cảng sân bay hàng không, NXB Xây dựng
31 Trần Thuận Lợi, Phạm Cao Thăng, Nguyễn Văn Hiếu (2012), Nghiên cứu
thực nghiệm xác định mô đun đàn hồi động của nền mặt đường BTXM, Tạp chí Cầu
đường số 3, Hà Nội
32 Phạm Đăng Nguyên, Phạm Huy Khang (2016), Trường nhiệt độ trong tấm
Bê tông xi măng mặt đường và vấn đề xác định độ chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới tấm Bê tông xi măng, Tạp chí Giao thông vận tải, Số tháng 10-2016
33 Phạm Đăng Nguyên, Phạm Huy Khang, Nguyễn Văn Tươi, Phạm Đăng Nhân (2016), Khảo sát sự chênh lệc nhiệt độ trong tấm Bê tông xi măng mặt đường
ô tô khu vực Miền Trung, Tạp chí Giao thông vận tải, Số tháng 12-2016
34 Hoàng Nam Nhất (2001), Sự làm việc của mặt đường sân bay chịu tải trọng
động, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội
36 Nguyễn Quang Phúc, Lương Xuân Chiểu, Phạm Văn Mạnh, (2014), Sử
dụng kết quả thí nghiệm FWD phân tích kết cấu mặt đường bê tông xi măng, Tạp chí
Giao thông Vận tải, số 46, trang 59-66, Hà Nội
37 Vũ Đình Phụng (2011), Quy hoạch, thiết kế và khảo sát sân bay, Nhà xuất bản Xây dựng
38 Ngô Hà Sơn (1995), Ứng suất nhiệt trên mặt đường BTXM sân bay, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội
39 Phạm Cao Thăng (2007), Tính toán thiết kế mặt đường sân bay và đường ô
tô, Nhà xuất bản Xây dựng
40 Phạm Cao Thăng (2014) Tính toán thiết kế các kết cấu mặt đường, Nhà xuất bản Xây dựng
41 Phạm Cao Thăng, Trần Thị Thu Trang (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, Hà Nội
42 Lê Anh Thắng (2015), Phân tích ứng xử của kết cấu áo đường dưới tác
dụng của tải thí nghiệm FWD, Tạp chí Giao thông Vận tải, Hà Nội
43 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10907:2015, Sân bay dân dụng – Mặt đường
sân bay – Yêu cầu thiết kế, Hà Nội
44 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