II. Bê tông nhựa chặt 15 (BTNC15)
c) Hệ số tương quan thực nghiệm
4.1. Kết luận chung
1. Bê tông nhựa là loại vật liệu được sử dụng rất phổ biến trong xây dựng đường ô tô và đường sân bay do những ưu điểm nổi trội so với các loại vật liệu khác.
2. Để có được lớp mặt đường bê tông nhựa đảm bảo chất lượng cao, kéo dài tuổi thọ, chịu được tác động của xe chạy và các yếu tố môi trường, cần phải thực hiện đồng bộ ở tất cả các khâu (như thiết kế, thi công, giám sát, duy tu bảo dưỡng, ), trong đó quan trọng nhất là phải lựa chọn được phương pháp thiết kế và các phương pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ học của bê tông nhựa đáng tin cậy, mô phỏng gần đúng nhất bản chất, điều kiện làm việc thực tế của bê tông nhựa.
3. Có nhiều phương pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ học của bê tông nhựa, trong đó:
− Các thí nghiệm sử dụng tải trọng tĩnh thường có trình tự thí nghiệm đơn giản, trạng thái ứng suất trong bê tông nhựa đơn giản, thường không phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của bê tông nhựa dưới tác dụng của tải trọng xe chạy và các điều kiện môi trường.
− Các thí nghiệm sử dụng tải trọng trùng phục thường có trình tự thí nghiệm phức tạp hơn, yêu cầu thiết bị thí nghiệm chuyên dụng, trạng thái ứng suất trong bê tông nhựa thường phức tạp hơn, phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của bê tông nhựa dưới tác dụng của tải trọng xe chạy và các điều kiện môi trường.
− Các thí nghiệm cắt mô phỏng gần đúng thực tế điều kiện làm việc của bê tông nhựa, phù hợp để đáng giá xu thế phát triển của vệt hằn lún bánh xe.
− Các thí nghiệm mô phỏng rất phù hợp để xác định các đặc trưng vệt hằn lún bánh xe (biến dạng vĩnh cửu), đặc trưng mỏi và đặc trưng nứt do nhiệt độ thấp của vật liệu bê tông nhựa.
4. ở Việt Nam hiện nay chủ yếu vẫn đang sử dụng một số phương pháp thí nghiệm truyền thống; trong khi đó nhiều nước trên thế giới sử dụng những phương pháp thí nghiệm hiện đại, có độ chính xác cao, mô phỏng gần đúng điều kiện làm việc thực tế của bê tông nhựa.
5. Trong số các phương pháp thí nghiệm truyền thống hiện đang được sử dụng ở Việt Nam, phương pháp thí nghiệm cường độ kéo uốn giới hạn có trình tự tạo mẫu và thí nghiệm tương đối phức tạp, yêu cầu phải có thiết bị thí nghiệm chuyên dụng. Hiện nay, một số nước trên thế giới (Nga, Trung Quốc, ) đã chuyển sang sử dụng thí nghiệm cường độ ép chẻ thay thế cho thí nghiệm cường độ kéo uốn.
6. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cường độ kéo uốn giới hạn và cường độ ép chẻ cho thấy:
− Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt danh định càng lớn thì cường độ ép chẻ càng cao, được thể hiện theo quy luật sau: Y = 1.10X (với R2 = 0.88).
− Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt danh định càng lớn thì cường độ kéo uốn giới hạn càng nhỏ, được thể hiện theo quy luật sau: Y = -2.48X (với R2
= 0.65).
− Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt danh định càng lớn thì hệ số tương quan thực nghiệm giữa cường độ kéo uốn và cường độ ép chẻ càng nhỏ, được thể hiện theo quy luật sau: Y = -2.48X (với R2 = 0.65).
4.2. kiến nghị
1. Có thể phân loại các phương pháp thí nghiệm thành 7 nhóm sau: - Thí nghiệm theo phương đường kính của mẫu hình trụ tròn. - Thí nghiệm dọc trục mẫu hình trụ tròn.
- Thí nghiệm 3 trục trên mẫu hình trụ tròn. - Thí nghiệm cắt.
- Thí nghiệm trên mẫu hình dầm. - Thí nghiệm mang tính kinh nghiệm. - Thí nghiệm mô phỏng.
2. Cần có những nghiên cứu chuyên sâu (cả về lý thuyết và thực nghiệm) về các phương pháp thí nghiệm chủ yếu xác định các chỉ tiêu cơ học của bê tông nhựa.
3. Định hướng sử dụng các phương pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ học ở Việt Nam:
• Trước mắt, vẫn tiếp tục sử dụng một số phương pháp thí nghiệm truyền thống như:
− Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi trên mẫu hình trụ bằng cách nén dọc trục tải trọng tĩnh.
− Thí nghiệm cắt mẫu hình trụ xác định lực dính đơn vị.
− Thí nghiệm xác định cường độ kéo uốn giới hạn trên mẫu hình dầm. • Trong những năm tới, cần đầu tư mua mới trang thiết bị thí nghiệm,
nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đầy đủ về một số phương pháp thí nghiệm chủ yếu sau:
− Thí nghiệm cường độ ép chẻ.
− Thí nghiệm tải trọng trùng phục xác định mô đun đàn hồi và hệ số poisson.
− Thí nghiệm 3 trục.
− Các thí nghiệm theo phương pháp Superpave.
− Thí nghiệm uốn mẫu dầm xác định đặc tính mỏi (tải trọng trùng phục gia tải tại các điểm 1/4).
− Các thí nghiệm mô phỏng, bao gồm:
+ Thí nghiệm vệt hằn bánh xe,
+ Thí nghiệm đánh giá hư hỏng của bê tông nhựa dưới tác dụng của độ ẩm.
+ Thí nghiệm mỏi.
4. Sử dụng phương pháp thí nghiệm ép chẻ thay thế cho thí nghiệm kéo uốn giới hạn trong thiết kế kết cấu mặt đường bê tông nhựa theo 22TCN211-93. Cần có thêm những nghiên cứu thực nghiệm để đưa ra hệ số tương quan thực nghiệm giữa cường độ kéo uốn giới hạn và cường độ ép chẻ của các loại bê tông nhựa, bước đầu kiến nghị sử dụng hệ số tương quan thực nghiệm như sau:
− Hệ số tương quan thực nghiệm của BTNC10, BTNC15, BTNC20 và BTNC25 lần lượt là 2.57, 2.27, 2.18 và 2.05.
− Hệ số tương quan thực nghiệm của bê tông nhựa chặt hạt nhỏ (tính chung cho cả BTNC10 và BTNC15) và bê tông nhựa chặt hạt trung (tính chung cho cả BTNC20 và BTNC25) lần lượt là 2.41 và 2.12.
− Hệ số tương quan thực nghiệm của bê tông nhựa chặt (tính chung cho cả BTNC10, BTNC15, BTNC20 và BTNC25) là 2.26.