7 Cấu trúc của luận án
4.3. Kết luận chương 4
Giá trị mơ đun động (|E*|) có ảnh hưởng tới đặc trưng khai thác của kết cấu mặt đường, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của |E*| tới các đặc trưng khai thác không giống nhau, cụ thể :
Giá trị |E*| có ảnh hưởng rõ nét nhất tới dạng hư hỏng hằn lún vệt bánh, sau đó là chỉ số độ gồ ghề quốc tế, nứt từ dưới lên và cuối cùng là nứt nhiệt. Ảnh hưởng của |E*| tới các dạng hư hỏng này càng rõ nét hơn khi thời gian khai thác của kết cấu áo đường tăng lên hoặc trong các ngày nắng nóng có nhiệt độ cao. Điều này phù hợp với thực tế rằng theo thời gian vật liệu BTN bị già hóa làm giảm tính đàn hồi của bê tơng nhựa do đó gây ra biến dạng không phục hồi tăng lên và trong các ngày thời tiết nắng nóng nhiệt độ cao làm giảm giá trị của |E*| do đó khả năng kháng hằn lún của BTN giảm đi rõ rệt.
Trong điều kiện khí hậu của Việt Nam, ảnh hưởng |E*| tới dạng nứt nhiệt không đáng kể, do khơng có sự thay đổi nhiều về nhiệt độ mơi trường trong q trình khai thác.
Kết cấu mặt đường có BTNC sử dụng bitum PMBIII (kết cấu 1) hay (kết cấu 3) có sự kết hợp của lớp BTNC 12.5 (bitum PMBIII) với BTNC 19 sử dụng bitum có độ quánh cao (40/50) có giá trị |E*| lớn hơn nên có khả năng kháng hằn lún tốt hơn, và chỉ số độ gồ ghề quốc tế (IRI) nhỏ hơn các kết cấu cịn lại (Hình 4.8 và Hình 4.9).
Trong số các đặc trưng khai thác của mặt đường mềm thì dạng hư hỏng hằn lún vệt bánh xe xảy ra sớm nhất và đây cũng là chỉ tiêu khó đạt nhất.
Phương pháp cơ học thực nghiệm có khả năng áp dụng để phân tích kết cấu áo đường ở Việt Nam với tính khả thi cao. Ngồi việc phân tích kết cấu áo đường để dự báo ứng xử của kết cấu mặt đường, phương pháp (ME) cịn có khả năng phân tích độ nhạy của các thông số đầu vào để đánh giá ảnh hưởng của các thông số này tới ứng xử của kết cấu để xác định xem thơng số nào có ảnh hưởng nhiều nhất tới ứng xử của các dạng hư hỏng liên quan, từ đó có giải pháp kiểm sốt chất lượng phù hợp.
So với các phương pháp thiết kế hiện nay [9], [16]. Phương pháp (ME) có ưu điểm là đưa ra các tiêu chí về dự báo các dạng hư hỏng của mặt đường xảy ra trong thực tế (hằn lút vệt bánh, nứt phân bố …), trong khi các tiêu chuẩn của Việt Nam hiện tại không đề cập vấn đề này.
Lượng giao thơng có độ nhạy lớn liên quan tới dạng hư hỏng hằn lún vệt bánh, do vậy, với các cơng trình có lưu lượng xe lớn, cần có giải pháp thiết kế (kết cấu mặt đường và hỗn hợp BTN) phù hợp, đồng thời cần kiểm sốt tốt q trình thi cơng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Khoa học công nghệ thay đổi hàng ngày, những công nghệ mới dần thay thế những công nghệ cũ để tạo ra những sản phẩm tốt hơn, những cơng trình bền vững hơn. Nghiên cứu để phát triển, nghiên cứu để nâng cao trình độ và nghiên cứu để áp dụng trong thực tế. Luận án đã hoàn thành được mục tiêu đề ra, đã chứng minh được có thể sử dụng các phương pháp tiên tiến trên thế giới áp dụng trong điều kiện Việt Nam nhằm từng bước tiếp cận cơng nghệ hiện đại góp phần nâng cao chất lượng xây dựng và khai thác hệ thống đường bộ ở Việt Nam. Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thí nghiệm trong phịng với số mẫu thử hợp lý, được mơ hình hóa và phân tích thống kê bằng các phần mềm cập nhật, luận án có những đóng góp mới sau:
1. Những đóng góp về mặt khoa học
1.1 Đã thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật theo cấp đặc tính khai thác PG của 4 loại bitum đã và sẽ được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam, đó là 3 loại bitum phân theo độ kim lún 60/70; 40/50; 35/50 và một loại bitum cải tiến polymer PMBIII. Xác định được các thông số của mơ hình 2S2P1D để xây dựng đường cong chủ của 4 loại bi tum phục vụ phân tích, thiết kế kết cấu áo đường mềm theo phương pháp cơ học thực nghiệm. 1.2 Xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật của 2 loại BTN (BTNC19, BTNC12.5) sử dụng 3 loại đá điển hình (đá vơi, đá bazan và đá granit), 4 loại bitum (60/70, 40/50,35/50, PMBIII) phục vụ phân tích kết cấu áo đường theo phương pháp cơ học-thực nghiệm. 1.3 Luận án đã bước đầu xây dựng được phương trình tương quan thực nghiệm giữa tính chất của vật liệu bitum (|G*|, η, góc pha) với mơ đun động của BTNC (|E*|) theo các mơ hình dự báo của Hoa Kỳ đảm bảo các mơ hình dự báo này có độ chính xác cao theo điều kiện vật liệu địa phương của Việt Nam theo các phương trình 3.4 tới phương trình 3.6. Trong đó, phương trình 3.5 là phương trình dự báo |E*| theo mơ hình Witczak cải tiến, sau khi hiệu chỉnh các hệ số có khả năng dự báo |E*| với độ chính xác cao nhất trong ba mơ hình nghiên cứu với các thơng số thống kê (hệ số xác định R2 =0.943, tỷ số Se/Sy =0.24).
tới mô đun động của BTN bằng việc sử dụng kỹ thuật phân tích độ nhạy tổng thể với việc áp dụng phương pháp mô phỏng Monte Carlo. Luận án cũng đã xác định được giá trị mơ đun động của BTNC |E*| có ảnh hưởng tới đặc trưng khai thác của kết cấu mặt đường mềm thơng qua phân tích kết cấu mặt đường theo phương pháp (ME) với các điều kiện vật liệu, khí hậu và giao thơng của Việt Nam.
2. Những đóng góp về mặt thực tiễn
Phương trình tương quan thực nghiệm giữa tính chất vật của liệu bitum và mơ đun động của BTNC theo điều kiện Việt Nam (phương trình 3.4 – 3.6) sẽ giúp việc áp dụng phương pháp (ME) để phân tích kết cấu áo đường ở Việt Nam trong tương lai thuận tiện hơn, tiết kiệm được thời gian và kinh phí cho cơng tác thí nghiệm xác định |E*|.
Biết được loại bitum có ảnh hưởng nhiều nhất tới giá trị của |E*| và biết được ảnh hưởng của |E*| tới đặc trưng khai thác của mặt đường mềm sẽ giúp cho công tác quản lý chất lượng tập trung vào những khâu quan trọng nhất trong kiểm soát chất lượng vật liệu, các lưu ý trong khâu thiết kế từ đó sẽ giúp cho nâng cao chất lượng cơng trình.
3. Hạn chế
3.1. Ở Việt Nam có ba loại bitum cải tiến polymer, nhưng do điều kiện kinh phí và hạn chế với thời gian, nên phạm vi luận án mới chỉ nghiên cứu được một loại (biutm PMBIII), ngồi ra trong các thiết kế BTN, có thể có một số loại phụ gia khác có thể được sử dụng để cải thiện đặc tính của vật liệu BTN, do vậy, cần có thêm các nghiên cứu khác về ảnh hưởng của các loại bitum polymer (PMBI, PMBII) hay các các loại bitum sử dụng các loại phụ gia khác với |E*| của các loại BTNC sử dụng các loại bitum đó để xây dựng các phương trình tương quan thực nghiệm phù hợp trong các trường hợp cụ thể
3.2. Trong phân tích kết cấu thực nghiệm theo (ME), luận án vẫn sử dụng các hệ số trong các phương trình hư hỏng mặc định theo điều kiện của Hoa Kỳ, chưa kiểm định và hiệu chỉnh lại theo điều kiện cụ thể ở Việt Nam do hạn chế về thời gian và kinh phí.
4. Kiến nghị
4.1. Cần lựa chọn loại titum phù hợp với điều kiện khí hậu và giao thơng trong thiết kếBTNC đểtăng giá trị|E*|, từđó hạn chế dạng hư hỏng hằn lún vệt bánh.
4.2. Kiến nghị áp dụng mơ hình Witczak cải tiến (phương trình 3.5) để dự báo |E*| cho các vật liệuBTNCởViệt Nam, vì mơ hình này có kết quảdựbáo |E*| với độchính xác cao nhất (hệsốxác định R2lớn nhất, tỷsốSe/Sy nhỏ nhất). Trong trường hợp hỗn hợp BTNC sử dụng các loại bitum cải tiến polymer khác (PMBI, PMBII) hay hỗn hợp BTNC có sửdụng các loại phụ gia khác mà cần xác định giá trị |E*| thì cần phải xác định |E*| bằng thực nghiệm, và khơng áp dụng các mơ hình dựbáo trên.
Khi có thêm cơ sở dữ liệu về |G*|, góc pha, độ nhớt của các loại bitum (60/70; 40/50; PMBIIIvà bitum 35/50) và các kết quả|E*| của các loại BTNC sửdụng các loại bitum tươngứngởViệt Nam thì cần cập nhật thêm vào cơ sởdữliệu đểkiểm định và cập nhật các hệsốtrong các mơ hình dựbáo cho các phương trình (3.4–3. 6).
4.3. Cần nghiên cứu đểxác định lại các hệsố trongcác phương trình dựbáo hư hỏng của mặt đường theo phương pháp (ME) đểcó thể áp dụng phương pháp (ME) vào Việt Nam trong tương lai.
4.4 Đểđảm bảo chất lượng mặt đường BTN, cần kiểm sốt tốt chất lượng từ cơng tác thiết kếtới công tác thi công. Trong công tác thiết kếkết cấu mặt đường cần lựa chọn chiều dàycác lớp vật liệu phù hợp,loại bitum, cấp phối… đảm bảo khảnăng kháng hằn lún tốt. Trong công tác thi công phải đảm bảo hỗn hợp BTN được sản xuât đúng với cấp phối đã được phê duyệt, mẫu khoan hiệntrường phải đảm bảo độchặt, độ rỗng dư phù hợp và đạt yêu cầu vềtiêu chuẩn hằn lún theo quy định (<12.5mm).