2.1. Sức chịu tải của mặt đ-ờng sân bay và ph-ơng pháp đánh giá
2.1.3. Ph-ơng pháp đánh giá bằng tải trọng động không phá huỷ bằng tải trọng điều hoà
Sự khác biệt của ph-ơng pháp đánh giá bằng tải trọng động (không phá huỷ) so với ph-ơng pháp ép tĩnh hiện tr-ờng là trong quá trình đánh giá, tải trọng thử tác động lên mặt
đ-ờng đ-ợc dùng là tải trọng động, phù hợp với đặc điểm tải trọng máy bay tác động lên mặt
đ-ờng. Tải trọng động đ-ợc dùng có thể là tải trọng xung va chạm (thiết bị quả rơi) hoặc tải trọng động theo chu kỳ (tải trọng điều hoà).
-u điểm của ph-ơng pháp đánh giá bằng tải trọng động là thời gian thử nghiệm nhanh do đó không ảnh h-ởng đến hoạt động khai thác của sân bay.
D-ới đây trình bày tóm tắt công nghệ đánh giá mặt đ-ờng bằng tải trọng điều hoà của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) là công nghệ đ-ợc áp dụng t-ơng đối phổ biến hiện nay [9].
- Thiết bị đánh giá:
Thiết bị đánh giá gồm thiết bị tạo tải trọng điều hoà với tần số tải trọng 15Hz, độ lớn của tải trọng có thể đạt 7 tấn (khoảng 15 20% tải trọng phá hoại
tấm bê tông). Bộ thiết bị đo chuyển vị động, ghi lại độ võng mặt đ-ờng trong quá trình gia tải, tấm ép đặt tải bằng thép có đ-ờng kính 45cm, đầu đo lực ghi lại độ lớn tải trọng trong quá trình
đo, trên tấm ép có khoan các lỗ để gắn đầu đo chuyển vị, hệ thống thiết bị ghi và xử lý số liệu
đồng bộ với phần mềm xử lý chuyên dụng.
Toàn bộ hệ thống thiết bị gây tải, đo và ghi số liệu đ-ợc bố trí trong một xe rơ moóc chuyên dụng, có thể kéo di chuyển dễ dàng.
- Tiến hành thử nghiệm và xử lý kết quả:
Tại mỗi vị trí đo, ng-ời ta bắt đầu gia tải tấm bê tông từ 0 đến mức tải trọng t-ơng
đ-ơng 15 20% tải trọng phá hoại, tải trọng đ-ợc gia tải theo từng cấp với tần số dao động xác
định là 15Hz. Độ võng động t-ơng ứng ở các cấp tải trọng đ-ợc ghi lại.
Sau khi kết thúc thử nghiệm, xây dựng biểu đồ quan hệ tải trọng (động) - độ võng cho tõng ®iÓm kiÓm tra.
Trong quá trình xử lý, ng-ời ta sử dụng khái niệm mô đun độ cứng động (DSM). Trị số mô đun
độ cứng động đ-ợc xác định nh- sau:
1 2
1 2
W W
P DSM P
, (2.11)
Trong đó:
P1, P2 - lần l-ợt là cấp tải trọng ban đầu (th-ờng đ-ợc lấy bằng 5% tải trọng phá hoại) và cấp tải trọng cuối cùng (lấy bằng 20% tải trọng phá hoại dự kiến).
W1, W2 - lần l-ợt là độ võng tấm tại các cấp tải trọng t-ơng ứng P1 và P2
Trong miền tải trọng P1 đến P2, đ-ờng quan hệ tải trọng - độ võng là tuyến tính vì độ lớn tải trọng P1, P2 nhỏ hơn rất nhiều so với tải trọng phá hoại.
Trên hình 2.6 mô tả đặc tr-ng quan hệ "tải trọng - độ võng" của mặt đ-ờng d-ới tác dụng của tải trọng.
Từ hình 2.6 cho thấy, nếu mặt đ-ờng có sức chịu tải lớn, trị số DSM cũng sẽ lớn và ng-ợc lại. Nh- vậy có thể thấy rằng đại l-ợng DSM đặc tr-ng cho sức chịu tải mặt đ-ờng, hay nói một cách khác, mỗi kết cấu mặt đ-ờng có một giá trị DSM duy nhất.
Sau khi xác định đ-ợc trị số mô đun độ cứng động (DSM), tra theo biểu đồ hình 2.7, xác
định đ-ợc tải trọng bánh đơn t-ơng đ-ơng (P0), đặc tr-ng cho sức chịu tải mặt đ-ờng kiểm tra.
Để xác định loại máy bay khai thác cho phép theo sơ đồ càng bánh, sau khi đã xác định đ-ợc tải trọng cho phép Po, ta có thể sử dụng các toán đồ hình 2.2 2.5.
Tải trọng bánh đơn t-ơng đ-ơng xác định đ-ợc theo biểu đồ hình 2.7 cần:
- Giảm đi 10% trong tr-ờng hợp có từ 25% trở xuống số tấm có dấu hiệu võng cạnh tÊm;
- Giảm đi 25% trong tr-ờng hợp có từ 30 50% số tấm có dấu hiệu nứt gẫy do tải trọng, tr-ơng nở đất, lún tấm. Nếu có từ 50% số tấm trở lên bị nứt vỡ thì mặt đ-ờng xem nh- đã bị háng.
Hình 2.6. Đặc tr-ng quan hệ tải trọng - độ võng theo ph-ơng pháp FAA
P2
§é vâng,cm
P1 W1 W2
DSM=
W2-W1 p2-p1
tải trọng(1000kg)
Hình 2.7. Biểu đồ xác định sức chịu tải bánh đơn t-ơng đ-ơng theo DSM
2.1.4. Ph-ơng pháp đánh giá bằng tải trọng động không phá huỷ PP bằng tải trọng quả