6. Kết cấu của luận văn
3.5.3Kết quả trong phòng với thắ nghiệm cắt Leutner
Thắ nghiệm Leutner ựược thực hiện ở nhiệt ựộ phòng 30,40C xác ựịnh cường ựộ dắnh bám. Các kết quả cũng khá phân tán (Bảng 3.5 và Bảng 3.6). Sự phân tán của kết quả thắ nghiệm có thể là do hai nguyên nhân chủ yếụ Thứ nhất, ựộ chắnh xác của thiết bị thắ nghiệm. Thứ hai, chất lượng của vật liệu bê tông thi công chưa ựồng nhất. Nếu lấy các giá trị trung bình tầm thường thì cường ựộ dắnh bám 0.73MPa và cường ựộ cắt thân mẫu 1.30MPa như vậy mức ựộ dắnh bám bằng 0.73/1.30=56.67%.
Theo kết quả nghiên cứu gần ựây của Trung tâm công nghệ asphalt quốc gia Mỹ ựề xuất, nếu cường ựộ dắnh bám nhỏ hơn 0.34 MPa (50 psi) thì chất lượng dắnh bám ựược coi là kém. Khi cường ựộ dắnh bám ựạt trên 0.69 MPa (100 psi) thì mới ựược coi là chấp nhận ựược [9]. Như vậy kết quả cường ựộ dắnh bám trung bình của các mẫu thắ nghiệm 0.73MPa ở mức vừa ựạt.
Bảng 3.5: Kết quả xác ựịnh cường ựộ dắnh bám giữa hai lớp BTN bằng thắ nghiệm Leutner STT Tên mẫu Lý trình khoan mẫu Lực cắt trượt mẫu lớn nhất P (N) Chuyển vị tương ứng với lực cắt lớn nhất d (mm) Cường ựộ dắnh bảm Rc (Mpa) Mô ựun cắt cát tuyến (Mpa/mm) Ghi chú 1 1 Km12+500 5710 2,26 0,70430 0,31164 Giữa 2 lớp rất ắt nhựa 2 2 Km12+600 6370 2,13 0,78571 0,36888 3 3 Km12+680 8520 2,37 1,05090 0,44342 4 4 Km12+780 7070 2,97 0,87205 0,29362 5 5 Km12+880 5580 1,59 0,68827 0,43287 6 6 Km12+970 6070 2,05 0,74871 0,36522 7 7 Km13+060 3210 1,51 0,39594 0,26221
Vừa khoan lên ựã thấy rõ vết nứt giữa 2 lớp; Giữa 2 lớp rất nhiều nhựa 8 8 Km13+150 4700 1,34 0,57972 0,43263 9 9 Km13+250 6620 1,98 0,81655 0,41240 10 10 Km13+350 5980 1,69 0,73761 0,43645 11 11 Km13+450 4910 1,76 0,60563 0,34411 12 12 Km13+500 6340 1,98 0,78201 0,39495
Bảng 3.6: Kết quả xác ựịnh cường ựộ chịu cắt của lớp BTN hạt thô bằng thắ nghiệm Leutner STT Tên mẫu Lý trình khoan mẫu Lực cắt trượt mẫu lớn nhất P (N) Chuyển vị tương ứng với lực cắt lớn nhất d (mm) Cường ựộ dắnh bảm Rc (Mpa) Mô ựun cắt cát tuyến (Mpa/mm) Ghi chú 1 1 Km12+500 13540 2,73 1,67010 0,61176 2 2 Km12+600 12530 2,39 1,54552 0,64666 3 3 Km12+680 9770 3,03 1,20508 0,39772 4 4 Km12+780 11360 2,84 1,40120 0,49338 5 5 Km12+880 8960 3,32 1,10517 0,33288 6 6 Km12+970 9050 3,53 1,11628 0,31623 7 7 Km13+060 10050 2,36 1,23962 0,52526 8 8 Km13+150 9320 3,17 1,14958 0,36264 9 9 Km13+250 10390 3,26 1,28156 0,39312 10 10 Km13+350 8790 3,76 1,08421 0,28835 11 11 Km13+450 13720 2,85 1,69230 0,59379 12 12 Km13+500 9030 2,58 1,11381 0,43171 3.6 KẾT LUẬN
Các kết quả thực nghiệm thu ựược ở trong nghiên cứu ở Chương này mới chỉ là những kết quả bước ựầụ Số lượng mẫu thử và chiều dài tuyến thực nghiệm chưa nhiều nên ựộ tin cậy của kết quả có thể chưa caọ Tuy nhiên, một số kết luận và kiến nghị sau có thể ựược rút ra:
- Các kết quả Eựh của từng lớp dự tắnh ựược khá phân tán, Eựh của lớp bê tông asphalt phắa trên luôn nhỏ hơn Eựh của lớp dướị Giá trị trung bình E1=2300; E2=3500; E3=350; E4=230; và E0=130 Mpa
- Kết quả Ks cũng thay ựổi trong phạm vi rộng, các giá trị Ks này tương ựương với mức ựộ liên kết từ 20% ựến 80% so với dắnh chặt tuyệt ựốị Có thể sử dụng giá trị dắnh bám giữa 2 lớp bê tông asphalt trung bình là Ộdắnh bám 50%Ợ khi phân tắch kết cấu áo ựường mềm.
- Ks ảnh hưởng nhiều ựến ựộ võng của các ựiểm (sensor) gần tải trọng và ngược lại các ựiểm xa tải trọng ắt bị ảnh hưởng bởi Ks;
- Kết cấu có Ech càng cao thì ảnh hưởng của ựiều kiện dắnh bám ựến ựộ võng càng nhỏ.
- Cường ựộ dắnh bám trung bình giữa hai lớp asphalt là 0.73MPa và cường ựộ cắt thân mẫu trung bình lớp hạt thô là 1.30MPa như vậy mức ựộ dắnh bám giữa hai lớp asphalt bằng 0.73/1.30=56.67%.
- Cường ựộ dắnh bám trung bình của các mẫu thắ nghiệm 0.73Mpa lớn hơn 0,69Mpa là giá trị ựược Trung tâm công nghệ asphalt quốc gia Mỹ ựề xuất [9]. Như vậy cường ựộ dắnh bám giữa hai lớp asphalt ở mức vừa ựạt.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nội dung của ựề tài ựã ựề cập ựến tổng quan về áo ựường mềm và những hư hỏng do nguyên nhân có thể từ chất lượng dắnh bám kém giữa các lớp bê tông asphalt, các phương pháp thắ nghiệm xác ựịnh cường ựộ dắnh bám và cường ựộ chịu cắt của bê tông asphalt. đề tài cũng ựã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác ựịnh cường ựộ dắnh bám và cường ựộ chịu cắt của bê tông asphalt của một dự ans cụ thể. Các kết quả thực nghiệm thu ựược trong nghiên cứu này mới chỉ là bước ựầụ Số lượng thực nghiệm và số mẫu thử chưa nhiều nên ựộ tin cậy của kết quả có thể chưa caọ Tuy nhiên, một số kết luận và kiến nghị sau có thể ựược rút ra:
Kết luận:
Với ựiều kiện cơ sở vật chất ngành GTVT Việt Nam hiện nay có thể sử dụng các phương pháp thắ nghiệm Leutner, FWD và Pull Out ựể ựánh giá mức ựộ liên kết giữa các lớp trong mặt ựường bê tông asphalt;
Bước ựầu ựề xuất giá trị cường ựộ dắnh bám trên 0.69 làm giới hạn khi sử dụng thiết bị Leutner xác ựịnh cường ựộ dắnh bám;
đề xuất áp dụng hệ số Ks ựánh giá mức ựộ liên kết chống cắt giữa các lớp bê tông asphalt bằng thắ nghiệm FWD có các khoảng giới hạn: Tốt, khi Ks>105 MN/m3 ; Trung bình, khi 10<Ks≤105 ; và Kém, khi Ks≤10 MN/m3 .
Mặt ựường mềm là loại mặt ựường ựạt ựược những ưu ựiểm nhất ựịnh về chất lượng và thi công nên ựược sử dụng phổ biến cho các công trình giao thông cấp cao hiện nay;
Cường ựộ chịu cắt của bê tông asphalt và cường ựộ dắnh bám giữa hai lớp bê tông asphalt trong kết cấu mặt ựường mềm có thể là một yêu cầu kỹ thuật quan trọng khi kiểm tra, ựánh giá chất lượng;
điều kiện dắnh bám giữa các lớp bê tông asphalt ảnh hưởng ựến mô ựun lớp bê tông asphalt và ựộ võng bề mặt ựường. Có thể sử dụng thắ nghiệm
không phá hoại FWD ựể xác ựịnh mô ựun lớp và ựiều kiện dắnh bám giữa các lớp bê tông asphalt;
Có sự phân tán khá rộng trong kết quả thắ nghiệm, cả thắ nghiệm hiện trường và thắ nghiệm trong phòng khi xác ựịnh ựiều kiện dắnh bám và mô ựun lớp;
điều kiện dắnh bám ảnh hưởng nhiều ựến ựộ võng của các ựiểm gần tải trọng. Kết cấu có Ech càng cao thì ảnh hưởng của ựiều kiện dắnh bám ựến ựộ võng bề mặt ựường càng nhỏ;
Với ựoạn ựường thử nghiệm, khi ựánh giá bằng FWD mức ựộ dắnh bám giữa các lớp bê tông asphalt ựều ựạt mức ựộ trung bình, khi xác ựịnh trong phòng cường ựộ dắnh bám 0.73MPa là ựạt yêu cầụ Có thể sử dụng giá trị dắnh bám giữa 2 lớp bê tông asphalt trung bình là Ộdắnh bám 50%Ợ khi phân tắch kết cấu áo ựường mềm;
Bộ giá trị mô ựun lớp của ựoạn ựường thử nghiệm khi ựánh giá bằng FWD là E1=2300; E2=3500; E3=350; E4=230; và E0=130 MPa, các giá trị này có thể tham khảo khi phân tắch kết cấu chịu tác dụng tải trọng ựộng;
Kiến nghị
Các nghiên cứu với số lượng thử nghiệm ựủ lớn, ứng với các chế ựộ liên kết giữa hai lớp bê tông asphalt khác nhau và các chế ựộ nhiệt ẩm khác nhau cần sớm ựược thực hiện ựể góp phần ựánh giá chắnh xác hơn chất lượng dắnh bám và cường ựộ chịu cắt của kết cấu mặt ựường bê tông asphalt ở Việt Nam;
Giả thiết các lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo ựường Ộdắnh chặt 100%Ợ và liền khối theo tiêu chuẩn hiện hành cần ựược tiếp tục quan tâm và nghiên cứu;
Các giải pháp công nghệ ựể nâng cao cường ựộ chịu cắt của bê tông asphalt và cường ựộ dắnh bám giữa hai lớp bê tông asphalt là cần thiết ựể nâng cao chất lượng và tuổi thọ của mặt ựường mềm;
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ị TIẾNG VIỆT
1. PGS.TS Bùi Xuân Cậy, TS Trần Thị Kim đăng, TS Vũ đức Sỹ, ThS Nguyễn Quang Phúc (2009), Thiết kế nền mặt ựường ô tô, Nhà xuất bản GTVT, Hà Nộị
2. PGS.TS Phạm Cao Thăng (2006), Tắnh toán nền mặt ựường ựường ô tô sân bay, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nộị
3. Phạm Duy Hữu và cộng sự (2008). Bê tông asphalt. NXB Giao thông Vận
tảị
4. Nguyễn Quang Phúc (2010). Nghiên cứu một số tắnh chất và ứng dụng của mastic asphalt trong xây dựng công trình giao thông ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường đH GTVT.
5. PGS.TS. Bùi Xuân Cậy, TS. Nguyễn Quang Phúc (2011), ỘẢnh hưởng của
ựiều kiện dắnh bám giữa các lớp khi thiết kế kết cấu áo ựường mềmỢ, Tạp chắ GTVT, (5), tr. 24-26.
6. 22 TCN 211 Ờ 06 (2006). Áo ựường mềm Ờ Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết
kế. Bộ Giao thông vận tảị
7. 22 TCN 335-06. Quy trình thắ nghiệm ựánh giá cường ựộ nền ựường và kết cấu mặt ựường mềm của ựường ôtô bằng thiết bị ựo ựộng FWD.
8. TCVN 8819-2011. Quy trình thi công và nghiệm thu mặt ựường bê tông nhựa.
IỊ TIẾNG ANH
9. NCAT Report 05-08 (2005). Evaluation of bond strength between pavement layers, Auburn University, Auburn, Alabamạ
10. Khweir, K. and Fordyce, D. (2003). Influence of Layer Bonding on the Prediction of Pavement Life. Proceedings of the Institution of Civil Engineering Transport 156, pp. 73-83.
11. ẠC. Collop, M.H. Sutanto, G.D. Airey, R.C. Elliott (2009). Shear bond strength between asphalt layers for laboratory prepared samples and field cores. Construction and Building Materials 23, pp. 2251Ờ2258.
12. Uzan J., Livneh M. and Eshed Ỵ (1978). Investigation of adhesion properties between asphaltic concrete layers. Asphalt Paving Technology, vol. 47, Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists, Technical Sessions, pp. 495-521.
13. Leutner, R. (1979). Untersuchungen des Schichtenverbunds beim bituminosen Oberbau (Investigation of the adhesion of bituminous pavements), Bitumen 3: 84Ờ91.
14. Hachiya T, Sato K. (1997). Effect of tack coat on bonding characteristics at interface between asphalt concrete layers. 8th International conference on asphalt pavements, Seattle; USẠ
15. AASHTO (1993). Guide for Design of Pavement Structures.
16. AASHTO (2002). Guide for Design of New and Rehabilitated Pavement
Structures.
17. Nachiketa Bharat Patel (2010). Factors affecting the interface shear strength of pavement layers. Thesis for the degree of Master of Science in Civil Engineering, Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical Collegẹ
18. Research Report FHWA-ICT-08-023 (2008). Tack coat optimization for
HMA overlays: Laboratory testing.
19. Research Report FHWA-ICT-08-023 (2008). Tack coat optimization for
20. Raab, C. and Partl, M. (2004). Interlayer Shear Performance: Experience with Different Pavement Structures. 3rd Eurasphalt & Eurobitumen Congress, Viennạ
21. Stephen T. Muench and Tim Moomaw (2008). De-Bonding of Hot Mix
Asphalt Pavements in Washington State: An Initial Investigation. Washington State of Department of transportation.
22. Al Hakim, B (1997), An Improved Backcalculation Method to Predict Flexible Pavement Layer Moduli and Bonding Condition Between Wearing Course and Base Course, PhD Thesis, Liverpool John Moores Universitỵ
23. Bachar Al Hakim, et al (2000), ỘUse of FWD Data for Prediction of
Bonding Between Pavement LayersỢ, Intern J.Pavement Engineering, Vol 1 (1), pp.49-59;
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Mô tả tình trạng mặt ựường thắ nghiệm ...80 Phụ lục 2: Số liệu thiết kế về thành phần bê tông nhựa chặt 15 (Thùng lạnh) ....81 Phụ lục 3: Số liệu thiết kế về thành phần bê tông nhựa chặt 15 (Thùng nóng) ...91 Phụ lục 4:Số liệu thiết kế về thành phần bê tông nhựa chặt 20 (Thùng lạnh) ....99 Phụ lục 5: Số liệu thiết kế về thành phần bê tông nhựa chặt 20 (Thùng nóng) .109
PHỤ LỤC 1: MÔ TẢ TÌNH TRẠNG MẶT đƯỜNG THÍ NGHIỆM
STT Lý trình Mô tả hiện trạng
1 Km12+500 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 44,5oC 2 Km12+510 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 44,5oC 3 Km12+550 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 44,5oC 4 Km12+600 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 44,7oC 5 Km12+650 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 44,7oC 6 Km12+700 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 7 Km12+750 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 8 Km12+800 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 9 Km12+850 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 10 Km12+900 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 11 Km12+950 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 12 Km13+000 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 13 Km13+40 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 14 Km13+90 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 15 Km13+140 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 16 Km13+190 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 17 Km13+240 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 18 Km13+290 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 19 Km13+340 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 20 Km13+390 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 21 Km13+440 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC 22 Km13+490 Mặt ựường tốt không nứt nẻ , nhiệt ựộ mặt ựường 45oC
PHỤ LỤC 2
SỐ LIỆU THIẾT KẾ VỀ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG NHỰA CHẶT 15 (THÙNG LẠNH)
Dự án : Cải tạo, nâng cấp mở rộng Quốc lộ 32 đoạn Cầu Diễn - Nhổn
Nhà thầu : Công ty Cổ phần xây dựng 565 Gói thầu số 3 : KM 12 + 500 - Km 13 + 500
CÔNG TY CỔ PHẦN đẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG VIỆT PHÁT PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH LAS - XD370
địa chỉ: Trung Thôn - đông Hội - đông Anh - Hà Nội điện thoại: 04.39613184 - Fax: 04. 39613184
______________________________________________________________
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT
Công trình: Dự án cải tạo, nâng cấp, mở rộng Quốc lộ 32 ựoạn Cầu Diễn - Nhổn
Gói thầu số 03: Km 12 + 500 - Km 13 + 500
Nhà thầu: Công ty cổ phần xây dựng 565
Loại vật liệu: đá 10 x 15 (mm)
Nguồn vật liệu: Mỏ ựá Thống Nhất - Hải Dương
Vị trắ lấy mẫu: Trạm trộn BTN nóng Công ty TNHH xây dựng Thái Bình
Sử dụng cho: BTNC 15 Ngày lấy mẫu: 08/11/2011
PP thắ nghiệm: TCVN 7572-06 Ngày thắ nghiệm: 09/112011
Cỡ sàng (mm) Khối lượng trên sàng (g) Khối lượng tắch lũy trên sàng (g) % tắch lũy trên sàng % lọt sàng 20 0.0 0.00 0.00 100.00 15.0 870.0 870.00 13.46 86.54 10 5250.0 6120.00 94.66 5.34 5 320.0 6440.00 99.61 0.39 2.5 0.00 6440.00 99.61 0.39 1.25 0.00 6440.00 99.61 0.39 0.63 0.00 6440.00 99.61 0.39 0.315 0.00 6440.00 99.61 0.39 0.14 0.00 6440.00 99.61 0.39 0.071 0.00 6440.00 99.61 0.39 đáy 25.00 6465.00 100.00 0.39 Tổng 6465.0 0.00
CÔNG TY CỔ PHẦN đẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG VIỆT PHÁT PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH LAS - XD370
địa chỉ: Trung Thôn - đông Hội - đông Anh - Hà Nội điện thoại: 04.39613184 - Fax: 04. 39613184
___________________________________________________________________
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT
Công trình: Dự án cải tạo, nâng cấp, mở rộng Quốc lộ 32 ựoạn Cầu Diễn - Nhổn
Gói thầu số 03: Km 12 + 500 - Km 13 + 500
Nhà thầu: Công ty cổ phần xây dựng 565
Loại vật liệu: đá 5x10 (mm)
Nguồn vật liệu: Mỏ ựá Thống Nhất - Hải Dương
Vị trắ lấy mẫu: Trạm trộn BTN nóng Công ty TNHH xây dựng Thái Bình
Sử dụng cho: BTNC 15 Ngày lấy mẫu: 08/11/2011
PP thắ nghiệm: TCVN 7572-06 Ngày thắ nghiệm: 09/112011
Cỡ sàng (mm) Khối lượng trên sàng (g) Khối lượng tắch lũy trên sàng (g) % tắch lũy trên sàng % lọt sàng 20 0.00 0.00 0.00 100.0 15.0 0.00 0.00 0.00 100.0 10 2530.0 2530.0 30.6 69.4 5 5060.0 7590.0 91.8 8.2 2.5 420.0 8010.0 96.8 3.2 1.25 164.0 8174.0 98.8 1.2 0.63 0.00 8174.0 98.8 1.2 0.315 0.00 8174.0 98.8 1.2 0.14 0.00 8174.0 98.8 1.2 0.071 0.00 8174.0 98.8 1.2 ậịy 98.0 7272.0 100.0 0.0 Tững 8272.0
CÔNG TY CỔ PHẦN đẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG VIỆT PHÁT PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH LAS - XD370
địa chỉ: Trung Thôn - đông Hội - đông Anh - Hà Nội điện thoại: 04.39613184 - Fax: 04. 39613184
___________________________________________________________________
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT
Công trình: Dự án cải tạo, nâng cấp, mở rộng Quốc lộ 32 ựoạn Cầu Diễn - Nhổn