CHƯƠNG 1 : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
4.4. Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ tới các thông số của mặt đường BTXM sân bay
4.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ võng
4.4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt tới độ võng
Nội dung này chỉ đề cập tới độ võng d(µm) tại cạnh tấm. Nhiệt độ bề mặt tm (0C) có tương quan theo dạng bậc 2 với R2=82,9% (hình 4.19).
d=1113-66,25.tm +1,174.t2
m (4.5)
Hình 4.19. Tương quan độ võng tại cạnh tấm và nhiệt độ bề mặt tấm
Trong trường hợp này, xu hướng ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt tới độ võng cạnh tấm khác với trường hợp độ võng ở tâm tấm.
Trong vùng nhiệt độ từ 200C-270C, nhiệt độ thấp, tấm bị co ngót, hiệu ứng tiếp xúc bề mặt của hai cạnh tấm liên tiếp (aggreegate interlock) giảm, khả năng làm việc đồng thời của hai tấm tại khe nối giảm. Do vậy, độ võng của tấm lớn. Khi nhiệt độ tăng dần, hiệu ứng này tăng lên, độ võng giảm.
- 119 -
Từ ngưỡng 270C, nhiệt độ tăng, mặc dù hiệu ứng tiếp xúc ở trên tăng lên, nhưng độ võng vẫn tăng (với tốc độ chậm hơn so với khi nhiệt độ giảm). Điều này có thể giải thích qua việc tấm bị vồng xuống (xin xem chi tiết ở phần sau).
Độ võng tại cạnh tấm có xu hướng chịu ảnh hưởng của nhiệt độ nhiều hơn so với độ võng tại giữa tấm.
4.4.2.2. Ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ tới độ võng a. Độ võng tại tâm tấm
Liên hệ giữa chênh lệch nhiệt độ Dt (0C) (mặt trên, mặt dưới) và độ võng tại tâm tấm được trình bày trong hình 4.20. Giữa hai yếu tố này cũng có tương quan chặt, dạng phương trình bậc 2, với R2=83,4%:
d=171,8+4,377.Dt+0,5474. Dt2 (4.6)
Hình 4.20. Tương quan độ võng tại tâm tấm và Dt
Khi Dt<0 (nhiệt độ mặt trên thấp hơn đáy tấm), tấm có độ vồng âm (vồng xuống), đáy tấm tại vị trí giữa tấm vẫn tiếp xúc tốt với bề mặt lớp móng. Khi đó, độ võng tại giữa tấm ít chịu ảnh hưởng của Dt. Trên hình 4.20, có thể thấy khi Dt thay đổi từ -50C tới 1,50C, độ võng tại giữa tấm khá ổn định.
Khi Dt>1,50C, bắt đầu có sự vồng lên của tấm, giảm tiếp xúc giữa đáy tấm và bề mặt lớp móng. Độ võng tăng nhanh khi Dt tăng, đạt giá trị lớn nhất khoảng 245µm (hình 4.20).
- 120 -
b. Độ võng tại cạnh tấm
GiữaDt và độ võng tại cạnh tấm có quan hệ theo tương quan bậc 2 với R2=84,1% (hình 4.21):
d=198,2-11,47.Dt+1,539. Dt2 (4.7)
Khi Dt thay đổi từ khoảng 1,50C đến 6,00C, độ võng tương đối ổn định. Giá trị độ võng tăng mạnh khi Dt nhỏ hơn 0 và có giá trị tuyệt đối tăng. Điều này được giải thích qua việc tấm bị uốn vồng xuống, đáy tấm BTXM ở vị trí cạnh tấm tiếp xúc không tốt với bề mặt lớp móng.
Khi Dt tiếp tục tăng, mặc dù tấm bị uốn vồng lên, đáy tấm ở khu vực cạnh tấm vẫn tiếp xúc với bề mặt lớp móng nhưng đã có sự xuất hiện khoảng trống ở khu vực lân cận (giữa đáy tấm và bề mặt lớp móng) (hình 4.22).
Do vậy, nếu Dt tiếp tục tăng, sức chịu tải tổng thể của hệ kết cấu móng - tấm BTXM giảm (do xuất hiện khoảng trống dưới đáy tấm), độ võng vì thế sẽ tăng theo. Tuy nhiên, mức độ thay đổi của độ võng khi đó không lớn.
- 121 -
Hình 4.22. Ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ tới tiếp xúc đáy tấm (T1>T2)
4.4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số PCN
Từ kết quả đo độ võng và số liệu kết cấu mặt đường sân bay Vân Đồn (mục 3.2.2.2), chỉ số PCN được tính toán theo các mô hình toán (mục 2.2.1). Chỉ số PCN được tính toán với độ võng tại tâm tấm. Theo bảng 4.11, Dt được xem xét ảnh hưởng với PCN (hình 4.23).
Khi Dt nhỏ hơn 1,50C (bao gồm cả trường hợp Dt<0), số liệu ở hình 4.23 cho thấy giá trị của PCN tương đối ổn định.
Khi Dt bắt đầu tăng từ 1,50C trở lên, PCN giảm dần. Giá trị trung bình thay đổi từ khoảng 100 (Dt=2) xuống tới 85 (khi Dt đạt giá trị lớn nhất).
Hình 4.23. Tương quan chỉ số PCN và chênh nhiệt độ
Theo phân tích ở mục 4.1.2, mặc dù từ tháng 9/2020 đến tháng 8/2021 có những ngày nắng nóng với nhiệt độ bề mặt tăng cao nhưng biến thiên chênh lệch nhiệt độ
- 122 -
tháng trên 25%). Bản thân chênh lệch nhiệt độ trong tấm cũng thay đổi theo quy luật hàm cos (như đã phân tích ở mục 4.1.2).
Do vậy, khi nhiệt độ bề mặt tăng hay giảm, chưa thể kết luận ngay được về sự thay đổi của PCN, mà phải xét theo Dt. Bản thân sự thay đổi của PCN theo Dt cũng được giới hạn trong vùng giá trị của Dt như phân tích ở trên.
Ngoài ra, giữa PCN và Dt có tương quan bậc 2 nhưng chưa chặt chẽ (R2=52%).
PCN=101,1-0,2694Dt-0,2363Dt2 (4.8)