- Tỉ lệ theo thể tích của
c. Chỉ tiêu biến dạng không hồi phục
4.2.4. Các thông số cấu trúc cốt liệu trong bê tông nhựa xác định bởi phần mềm IPAS-
4.2.4. Các thông số cấu trúc cốt liệu trong bê tông nhựa xác định bởi phần mềm IPAS-2 IPAS-2
- Hướng của viên cốt liệu: được thể hiện thơng qua góc xoay theo phương ngang
phương ngang (α) là góc giữa trục chính của viên cốt liệu với phương ngang. Góc xoay theo phương hướng tâm () là góc giữa trục chính của viên cốt liệu với đường hướng tâm đến mỗi viên cốt liệu.
Hình 4.7. Hình mơ tả góc xoay của cốt liệu [23]
Hình 4.8. Hình thể hiện phân bố góc xoay theo phương ngang và phương hướng tâm của của cốt liệu trong một mẫu BTN [23]
- Sự phân bố trong không gian hay sự phân tầng của cốt liệu: có thể xác định
theo phương thẳng đứng (vertical segregation) hoặc theo phương hướng tâm (radial segregation). Ảnh mặt cắt bê tông nhựa được chia thành 3 vùng theo phương thẳng đứng từ trên xuống dưới hoặc 3 vùng từ trong ra ngoài với phương hướng tâm (Hình 4.9). Tổng số hạt cốt liệu ứng với mỗi cỡ sàng trong mỗi vùng được tính tốn, lập bảng và thể hiện trên đồ thị (Hình 4.10).
Hình 4.9. Hình ảnh mơ tả cách chia mẫu bê tơng nhựa để xác đinh sự phân bố của cốt liệu
Hình 4.10. Hình ảnh mơ tả sự phân bố cỡ hạt cốt liệu ở ba vùng của một mẫu bê tông nhựa
- Tiếp xúc và xác định đường tiếp xúc: trong IPAS-2, hai viên cốt liệu được coi là
tiếp xúc khi khoảng cách giữa những điểm ảnh bao ngoài của chúng nhỏ hơn một giá trị định trước. Khoảng cách này được chọn ở mức sao cho không ảnh hưởng đáng kể đến tổng số lượng các tiếp xúc trong ảnh (trong nghiên cứu này lấy là 0,2 mm). Một ví dụ về quan hệ giữa số lượng tiếp xúc với khoảng cách tiếp xúc thể hiện trong Hình 4.11. Mối quan hệ này có một đoạn đi ngang ở vùng giữa của biểu đồ, ở đó khoảng cách tiếp xúc giữa các viên cốt liệu không ảnh hưởng đáng kể đến tổng số lượng các tiếp xúc trong ảnh. Đường tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu được tạo thành từ các điểm ảnh nằm giữa mỗi cặp điểm ảnh bao ngoài của hai viên cốt liệu. Đường tiếp xúc trong nhiều hạt cốt liệu sẽ khơng liên tục vì bản chất gồ ghề của bề mặt hạt cốt liệu. Hình 4.12 thể hiện một ví dụ về đường tiếp xúc giữa hai viên cốt liệu. Số tiếp xúc được xác định khi giữa 2 viên cốt liệu tồn tại tiếp xúc và giữa 2 viên cốt liệu liền kề chỉ tồn tại duy nhất 1 tiếp xúc.
Hình 4.11. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa số điểm tiếp xúc với khoảng cách tiếp xúc
Hình 4.12. Hình mơ tả đường tiếp xúc giữa 2 viên cốt liệu [45]
- Hướng tiếp xúc giữa các viên cốt liệu: được đặc trưng bằng góc giữa pháp tuyến
của đường tiếp xúc so với trục nằm ngang (trục vng góc với phương tác dụng lực). Việc tính tốn hướng tiếp xúc được thực hiện bằng cách kết nối các pixels tiếp xúc sử dụng những đường thẳng và tính tốn độ dốc vng góc với các đường thẳng này. Sau đó, véc tơ thể hiện pháp tuyến với mặt tiếp xúc được xác định như thể thiện trên Hình 4.13.
Đường tiếp xúc Khoảng cách định trước
Hình 4.13. Sơ đồ thể hiện ngun lý tính tốn hướng tiếp xúc giữa các viên cốt liệu [45]
Chiều dài tiếp xúc và hướng tiếp xúc là hai thông số quan trọng để đánh giá cấu trúc của hỗn hợp bê tơng nhựa. Những khác nhau về diện tích tiếp xúc (chiều dài tiếp xúc trong ảnh 2D) tạo ra cường độ ứng suất và sự chèn móc giữa các hạt cốt liệu khác nhau, kết quả là ảnh hưởng đến tính chất của hỗn hợp. Thêm vào đó, các hướng tiếp xúc thể hiện hiệu quả của các tiếp xúc trong việc chịu tải trọng. Hướng của pháp tuyến với mặt tiếp xúc càng gần với trục tải trọng (trong trường hợp này là 90 độ) thì tiếp xúc càng hiệu quả trong việc chống lại tác dụng của tải trọng. Hình 4.14 thể hiện các đường và hướng tiếp xúc cho một hỗn hợp chịu tải trọng thẳng đứng.
Hình 4.14. Đường tiếp xúc và hướng tiếp xúc trong một hỗn hợp thực (các đường pháp tuyến tiếp xúc được thể hiện bằng mũi tên) [45]
Sự chèn móc giữa các hạt cốt liệu có thể được xác định chính xác hơn bằng cách sử dụng kết hợp độ dài tiếp xúc và hướng tiếp xúc cho tất cả các tiếp xúc. Trong nghiên
Các pixel trên đường tiếp xúc
Hướng tiếp xúc cho các cặp
cứu này được gọi là Chỉ số cấu trúc (ISI - Internal Structure Index), được định nghĩa như sau:
(4.1)
Trong đó N là số tiếp xúc trong khung cốt liệu, Contact lengthi và AACi tương ứng là chiều dài và góc tiếp xúc của tiếp xúc thứ i.