0 = (62) Trong đó:
d0centre và d12centre là giá trị độ võng đo tại giữa tấm của đầu đo đặt tại tâm tấm tải và đầu đo đặt tại khoảng cách 305mm (12in).
Giá trị điển hình của B là từ 1,05 – 1,15
Khe hoặc vết nứt
b) Khe nối đầu tấm(12”) (12”) du d1 d3 d3 dl du a) Khe nối cuối tấm
Hướng xe chạy 305 mm (12”) 305 mm (12”) 305 mm (12”) 305 mm
Theo "Chỉ dẫn thiết kế áo đờng của ASSHTO", đối với khe nối của mặt đ- ờng BTXM và bêtông cốt thép thì tơng quan giữa hệ số truyền tải LTE và hệ số truyền tải J đợc đa ra ở bảng 2.3 nh sau:
Bảng 2.3: Tơng quan khả năng truyền tải LTE và hệ số truyền tải J
LTE, % J
>70 3,2
50 - 70 3,5
< 50 4,0
2.5. đánh giá và kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho phép rút ra các đánh giá kết luận sau:
2.5.1. Lựa chọn phơng pháp và thuật toán xác định các đặc trng sức chịu tải của mặt đờng BTXM. của mặt đờng BTXM.
Với sự phát triển của công nghệ đo đạc và công cụ tính toán nh hiện nay, hoàn toàn có đủ các điều kiện để giải các bài toán lý thuyết "tấm trên nền đàn hồi" hoặc "hệ đàn hồi nhiều lớp". Do vậy, việc đánh giá sức chịu tải của kết cấu mặt đờng BTXM hiện hữu dựa trên nền tảng của các bài toán cơ học là một xu thế tất yếu hiện nay và sẽ thay thế hoàn toàn phơng pháp dựa trên kinh nghiệm. Và bài toán phổ biến nhất hiện nay đang đợc sử dụng rộng rãi là bài toán "tấm trên nền đàn hồi".
Cùng với điều kiện phát triền của Khoa học và Công nghệ chung nh đã nói ở trên, thuật toán tính ngợc (Back-Calculate) cùng với các thiết bị đo đạc chậu võng FWD và HWD đang đợc coi là lựa chọn số một trong việc đánh giá sức chịu tải hiện hữu của kết cấu mặt đờng BTXM.
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên, cho phép đa ra một số nhận xét về thuật toán AREA nh sau:
Phải đặt các đầu đo chậu võng theo một sơ đồ qui định.
Sử dụng các số liệu đo đạc chậu võng kém hiệu quả hơn so với thuật toán BetsFit. Đặc biệt là với các mặt đờng BTXM cũ đã nứt vỡ nhiều hoặc mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (CRCP) bắt đầu h hỏng, giảm khả năng truyền tải tại các
khe nứt. Nh vậy, nếu dùng thuật toán AREA4 sẽ nâng cao đợc hiệu quả sử dụng các số liệu đo đạc chậu võng hơn so với dùng thuật toán AREA7.
Cần lu ý rằng, theo các kết quả ở trên thì giá trị moduyn phản lực nền k tính toán theo thuật toán AREA7 nhỏ hơn giá trị tính theo thuật toán AREA4.
Thuật toán AREA tính toán đơn giản, không cần phần mềm chuyên dụng. Đây là một điều kiện thuận lợi đối với điều kiện thực tế ở Việt Nam hiện nay trong việc tiếp cận công nghệ này.
Căn cứ từ các nhận xét trên, cho phép ngời sử dụng lựa chọn phơng pháp tính ngợc phù hợp với điều kiện thực tế của đơn vị mình.
Trong "Chỉ dẫn thiết kế áo đờng - Guide for The Design of Pavement Structure” của AASHTO đã đa ra các sửa đổi cho các lần xuất bản gần đây. Đó là thay thế thông số AREA4 (công thức 14) trong bản "Guide for The Design of Pavement Structure - 1993” bằng thông số AREA7 (công thức 12) trong bản "Guide for The Design of Pavement Structure - 1998”.
Cần phải kiểm tra, đánh giá các giá trị moduyn đàn hồi và moduyn phản lực nền tính toán đợc và loại bỏ các giá trị bất hợp lý khi sử dụng phơng pháp tính ngợc (Back-Calculate).
2.5.2. Các vấn đề đang đợc tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện
Mặc dù phơng pháp tính ngợc (Back-Calculate) đã thu đợc rất nhiều kết quả và đang tiếp tục nhằm đến mục tiêu chiến lợc là hiệu chỉnh các lời giải của các bài toán cơ học cổ điển vẫn đợc dùng trong tính toán và thiết kế mặt đờng thì vẫn còn một số vấn đề cần đợc tiếp tục nghiên cứu. Đó là:
- Sự uốn vồng của tấm BTXM do nhiệt độ ảnh hởng đến kết quả đo đạc chậu võng và tính toán các đặc trng sức chịu tải của mặt đờng BTXM.
- Tác dụng động có thể ảnh hởng đáng kể đến giá trị đo đợc của độ võng do trọng lợng quán tính của tấm BTXM và nền.
- Đánh giá tơng quan giữa kết quả tính toán moduyn đàn hồi của tấm BTXM với các thí nghiệm trong phòng từ mẫu khoan hay mẫu uốn dầm.
Chơng 3 :
Sử dụng thuật toán tính ngợc xác định các đặc trng c- ờng độ của mặt đờng btxm ở Việt nam
3.1. Giới thiệu chung:
3.1.1. Mục tiêu tiến hành thực nghiệm
Thực nghiệm việc đo đạc chậu võng của mặt đờng BTXM cốt thép liên tục (Contineous Reinforcement Cement Poorlan - CRCP) bằng thiết bị FWD (Falling Weight Deflectometor).
Tính ngợc các giá trị đặc trng cho sức chịu tải hiện hữu của mặt đờng cứng. Đó là moduyn phản lực nền, moduyn đàn hồi của tấm BTXM và hiệu quả truyền tải của khe nối hoặc vết nứt (đối với mặt bê tông ximăng cốt thép liên tục)
3.1.2. Phơng pháp thí nghiệm
Việc thực hiện công tác đo đạc chậu võng bằng thiết bị FWD tuân thủ theo Tiêu chuẩn đo độ võng bằng chuỳ rơi động FWD - ASTM D4694-96 và tài liệu tham khảo đợc chỉ dẫn trong ASTM D4694-96. Đó là "Hớng dẫn thí nghiệm đo chậu võng bằng thiết bị FWD” (Falling Weight Deflectometor) thuộc chơng trình nghiên cứu LTPP (Long Term Pavement Performance) của SHRP (Strategic Highway Research Program).
3.2. áp dụng fwd Trên đoạn đờng BTXM của QL12A
3.2.1. Đặc điểm vị trí xây dựng
Quốc lộ 12A là một tuyến đờng chạy dọc theo hớng Đông - Tây, nằm ở phía Bắc tỉnh Quảng Bình. Điểm đầu của QL12A tại Thị trấn Ba Đồn nối QL1A đến cửa khẩu Cha Lo thuộc biên giới Việt Lào. Đây là một trong những tuyến giao thông vận tải chính từ nớc bạn Lào quá cảnh qua Việt Nam đến cảng Vũng áng và cũng là tuyến đờng ngang quan trọng nối QL1A với đờng Hồ Chí Minh (xem Hình 3.1).
Vị trí xây dựng Dự án là tuyến đờng thờng xuyên bị ngập lụt thuộc QL12A, đoạn Km26+500 - Km27+500 thuộc địa phận tỉnh Quảng Bình.
Tiêu chuẩn áp dụng là tuyến đờng cấp kỹ thuật 40, cờng độ mặt đờng yêu cầu đạt 1.270 daN/cm2. Trong đó, đoạn từ Km17 - Km 29 nằm ở phía Bắc của sông Gianh, nằm trong khu vực có thể ngập lụt, do đó, nền đờng đợc đắp khá cao, có nơi đến 5m, độ dốc mái ta luy là 1/1,5 và độ chặt đất đắp từ K = 0,95 đến K = 0,98.
Kết cấu mặt đờng đã đợc duyệt áp dụng là mặt đờng BTXM thông thờng mác 300 dày 24cm, trên móng CPĐD loại 1 dày 18cm.
Bề rộng nền đờng là 9m, bề rộng mặt đờng phần xe chạy là 7m.
Hình 3.1. Vị trí thí điểm mặt đờng BTXM CTLT tại QL12A (Quảng Bình)
• Các thông số thiết kế chính của đoạn thử nghiệm:
Tải trọng trục tính toán : 8,2 tấn; Lu lợng tính toán : 8.106 xe. Thời gian khai thác : 30 năm;
Tổn thất khả năng phục vụ (∆PSI): 2.0;
Cờng độ chịu nén của BTXM : 350 daN/cm2;
Cờng độ kéo uốn của BTXM : 45 daN / cm2;
Mô đun phản lực hữu hiệu nền đờng (K): ≥ 170psi.
• Kết cấu nền mặt đờng BTXM CTLT
Kết cấu nền mặt đờng BTXM CTLT đợc thiết kế và xây dựng nh sau: - Mặt đờng BTXM cốt thép liên tục:
+ Chiều dày 24 cm;
+ Cốt thép dọc là loại có gờ, φ16, AII, a15cm; + Cốt thép ngang là loại có gờ, φ12, AII, a50cm. - Lớp tạo phẳng giảm ma sát:
+ Từ Km26+500- Km26+760: Tới nhũ tơng nhựa đờng 1kg/m2.
+ Từ Km26+760 - Km27+500: Một lớp giấy dầu và một lớp giấy nylon. - Lớp móng đờng:
+ Từ Km26+500 - Km26+760: Móng đờng cát gia cố ximăng 8%, chiều
dày 18cm (cát vàng Mk ≥ 2 gia cố 8% ximăng porland PC30).
+ Từ Km26+760 - Km27+500: Móng đờng CPĐD, chiều dày 18cm. - Bố trí dầm neo và khe giãn đăc biệt:
Tại hai vị trí đầu và cuối đoạn thí điểm (đoạn chuyển tiếp giữa mặt đờng BTXM thờng và mặt đờng BTMX ít mối nối) thiết kế một đoạn chuyển tiếp dài 20 m gồm 4 tấm BTXM cốt thép thông thờng.
Tại các vị trí chuyển tiếp từ mặt đờng BTXM thông thờng sang mặt đờng BTXM cốt thép liên tục và hai đoạn mặt đờng BTXM cốt thép liên tục đợc bố trí khe giãn đăc biệt tại 3 vị trí: Km26+520, Km 27+00, Km27+480.
Bố trí 4 dầm neo, các dầm cách nhau 6m, trên hai đoạn từ Km26+750.20 đến Km26+769.80 và từ Km27+230.2-Km27-249.80.
3.2.2. Thí nghiệm xác định moduyn đàn hồi của tấm BTXM và moduyn phản lực nền phản lực nền
3.2.2.1. Thí nghiệm đo chậu võng