5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1.3Chế độ thí nghiệm
Thí nghiệm mỏi được thực hiện bằng hai chế độ khống chế ứng suất (ứng suất không đổi) và khống chế biến dạng (biến dạng không đổi) dưới tác dụng của tải trọng. Ở chế độ khống chế biến dạng, biến dạng được duy trì ở một giá trị không đổi; khi đó ứng suất sẽ thay đổi. Ở chế độ khống chế ứng suất, ứng suất được duy trì cố định; khi đó biến dạng sẽ phải luôn thay đổi.
dày lớp asphalt mỏng). Ngược lại khống chế ứng suất thiên về dạng vật liệu cứng hơn (hoặc chiều dày asphalt lớn). Khống chế biến dạng được sử dụng rộng rãi hơn vì nó cho kết quả phù hợp với thực tế khai thác. Kinh nghiệm cho thấy với lớp mặt đường có lớp asphalt dày (> 5 inches) thì chế độ khống chế ứng suất sẽ mô hình hóa gần hơn với thực tế khai thác của nó. Mặt đường asphalt mỏng (< 5 inches) thì chế độ khống chế biến dạng lại phù hợp hơn với thực tế khai thác [34].
Với thí nghiệm khống chế biến dạng, ở mức biến dạng nhỏ có thể mẫu sẽ không bị phá hoại; do đó điều kiện kết thúc thí nghiệm là vấn đề quan trọng phải xem xét đến. Theo [34] kết thúc một thí nghiệm uốn mỏi còn phụ thuộc vào chế độ và mục đích thí nghiệm. Khống chế ứng suất thì thí nghiệm được tiếp tục cho đến khi mẫu dầm thực sự bị phá hoại. Nhưng với chế độ khống chế biến dạng, hư hỏng sẽ khó xác định hơn bởi với một mức biến dạng không đổi đặt lên mẫu dầm thì ứng suất trong dầm liên tục bị giảm. Kết quả mẫu dầm thí nghiệm không bao giờ phá hoại thực sự với những mức biến dạng nhỏ. Vì vậy ở chế độ thí nghiệm khống chế biến dạng, phá hoại thường được xác định tại điểm mà ở đó tải trọng (ứng suất) hoặc độ cứng đạt đến một giá trị định trước, thông thường là 50% giá trị ban đầu [34].
Mức biến dạng kéo tại đáy giữa dầm được chọn dựa trên kết quả thử nghiệm. Theo đó mẫu dầm phải chịu được tối thiểu 10.000 chu kỳ tải trọng trước khi phá hoại; để đảm bảo rằng mô đun độ cứng của mẫu không bị suy giảm quá nhanh [39]. Theo [41], ở điều kiện thí nghiệm (nhiệt độ, tần số) nhất định, mức biến dạng được chọn sẽ phải đảm bảo độ bền mỏi (Nf50) vào khoảng 104 2×106 chu kỳ. Thông thường biến dạng được chọn trong khoảng 50 3.000 microstrain [39]. NCS đã thí nghiệm mẫu dầm bê tông asphalt thực tế trên máy 4PBT-Cooper ở một vài mức biến dạng và cho kết quả sơ bộ như sau:
- Mẫu BTNC 19: ở nhiệt độ 10 độ C, tần số 10 Hz, mức biến dạng 600 cho kết quả Nf50 = 497 chu kỳ;
- Mẫu BTNC 12,5: ở nhiệt độ 20 độ C, tần số 5 Hz, mức biến dạng 100 cho kết quả Nf50 = 2.562.450 chu kỳ;
+ Sử dụng chế độ thí nghiệm khống chế biến dạng với 3 mức biến dạng được đề xuất: 100 µ, 200 µ và 400 µ. Ký hiệu: µ, microstrain = strain ×10-6 [39].
+ Thí nghiệm mỏi sẽ được kết thúc tại thời điểm trị số mô đun độ cứng (stiffness) của mẫu dầm giảm xuống còn 50% giá trị mô đun độ cứng ban đầu (% initial stiffness). Đây cũng là đề xuất trong nghiên cứu của Tayebali et al., (1994) [34] và là khuyến cáo của ASTM D7460-10 [39].