7 Cấu trúc của luận án
1.2 Mô đun cắt động (Dynamic shear modulus) của bitum (|G*|)
1.2.2.1 Xác định |G*| bằng thiết bị DSR
Khi thí nghiệm |G*| bằng thiết bị DSR, mẫu bitum được chuẩn bị tới nhiệt độ cần thí nghiệm và đặt giữa hai đĩa song song, một đĩa cố định và một đĩa có thể quay quanh trục thẳng đứng đi qua tâm đĩa, dưới tác dụng của ứng suất tác dụng hình sin, =o.sin(ωt) sẽ sinh ra biến dạng hình sin nhưng bị trễ pha so với ứng suất một góc pha (δ) do tính đàn nhớt của vật liệu bitum, γ=γo.sin(ωt-δ).
Giá trị của |G*| sẽ được xác định bằng tỷ số của ứng suất cắt lớn nhất và biến dạng cắt lớn nhất trong thí nghiệm, tức là, |G*|=o/γo . Tần số tác dụng của tải trọng trong thí nghiệm DSR lấy theo tiêu chuẩn AASHTO T 315-12 [72] (10 ±0.1rad/s). Đây là giá trị tần số phù hợp với ứng xử của vật liệu mặt đường dưới tác dụng tải trọng xe chạy phổ biến theo nghiên cứu thực nghiệm. Theo Javed Bari và Matthew W. Witcza [39], giá trị
tần số góc 10rad/s được cho là tương ứng với tần số tác dụng của tải trọng bánh xe xuống mặt đường là 10Hz và giá trị này cũng là giá trị được áp dụng phổ biến trong thí ngiệm xác định hư hỏng mỏi trong thí nghiệm uốn dầm mẫu BTN theo ASTM D7460. Trong trường hợp sử dụng tần số khác để thực hiện thí nghiệm thì u cầu tần số sử dụng phải đạt độ chính xác với sai số ±1% [72].
Hình 1.2 nêu ngun lý thí nghiệm của thiết bị DSR và Hình 1.3 minh họa sự trễ pha giữa ứng suất tác dụng và biến dạng trong thí nghiệm DSR. Giá trị của |G*| trong thí nghiệm DSR xác định theo phương trình 1.1 và (|G*|) có thể được phân tích thành hai thành phần (Hình 1.4) gồm mô đun tổn thất G” (thành phần nhớt) và mô đun dự trữ G’ (thành phần đàn hồi).
Hình 1.2: Ngun Lý thí nghiệm cắt động lưu biến (DSR), [76]. lưu biến (DSR), [76].
Hình 1.3: Sự trễ pha giữa ứng suất và biến dạng trong thí nghiệm DSR [47] G” =|G*|. Sinδb; G’=|G*|. Cosδb; δb = ω.∆t=arctan( " ' G G ) * 2 2
|G | G" G' Hình 1.4: Hai thành phần của mơ đun cắt động |G*| của bitum [76] * max max τ |G |= γ (1.1) Trong đó: (1.2) G’ G” |G*| δb