Luận án Nghiên cứu ứng xử dính bám và đề xuất giới hạn cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông ASPhalt trong kết cấu áo đường mềm ở Việt Nam
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu ứng xử dính bám và đề xuất giới hạn cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông ASPhalt trong kết cấu áo đường mềm ở Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu ứng xử dính bám và đề xuất giới hạn cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông ASPhalt trong kết cấu áo đường mềm ở Việt Nam
oan không nên quá 5o so với trục áp lực thẳng đứng, nơi có thể xuất hiện độ lệch tiếp xúc với mẫu khoan 150 mm lên đến 13 mm [80]. Mặc dù khoảng hở 5 mm được quy định theo tiêu chuẩn pr EN 12697-48 không bằng với độ lệch lớp tiếp xúc lên 50 đến 13 mm, nhưng chừng đó cũng đủ rộng bởi vì với khoảng hở 13 mm sẽ tăng nguy cơ xuất hiện ứng suất vồng [82]. Theo quy định của tiêu chuẩn Đức và Thụy Sĩ, chiều dầy lớp trên tối thiểu 25 mm, trong khi tiêu chuẩn của Anh quy định tối thiểu 30 mm. Chiều dầy tối thiểu lớp trên được quy định bởi vì tiếp xúc quá nhỏ giữa lớp trên và lưỡi cắt trên sẽ xuất hiện ứng suất tập trung cao hơn ở diện tích tiếp xúc và có thể dẫn đến lớp trên bị phá hoại trước, đặc biệt khi bộ khung cấu trúc vật liệu yếu hoặc khi thí nghiệm ở nhiệt độ cao. Vì chiều dầy lớp trên tối thiểu liên quan đến khoảng hở giữa những lưỡi cắt và lớp tiếp xúc được xác định thẳng chính giữa của khoảng hở; bề rộng có hiệu tối thiểu diện tích tiếp xúc giữa mẫu thí nghiệm với lưỡi cắt trên của thiết bị thí nghiệm Leutner, LPDS và Leutner cải tiến lần lượt là 25 mm, 24 mm và 27.5 mm (Hình 2-1). Để đảm bảo mẫu có thể kẹp chặt được với thiết bị thí nghiệm cắt, tiêu chuẩn thí nghiệm ở Đức và Anh quy định chiều dày lớp dưới tối thiểu lần lượt 70 mm và 60 mm. Mặc dù tiêu chuẩn Thụy sĩ không quy định chiều dày lớp dưới tối thiểu với thiết bị LPDS, nhưng nó thể hiện bố trí phần kẹp của thiết bị LPDS, thể hiện ở Hình 2-1, với thiết bị này các mẫu sẽ được kẹp chặt hơn so với thiết bị Leutner và Leutner cải tiến. Lớp trên Lớp dưới Kẹp mẫu Lớp dính bám Lưới cắt trên Lưỡi cắt dưới Leutner LPDS Leutner cải tiến Hình 2-1. So sánh khoảng hở, chiều dày lớp trên tối thiểu và bề rộng tiếp xúc tối thiểu giữa các thiết bị thí nghiệm 51 2.2. Lựa chọn mô hình thí nghiệm và chế tạo thiết bị thí nghiệm đánh giá mức độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt Mục 1.5 đã phân tích ưu nhược điểm của các mô hình và phương pháp thí nghiệm đánh giá cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt. Trong số các mô hình và phương pháp thí nghiệm đã trình bày, mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner được sử dụng phổ biến nhất, điển hình một số nước như: Đức, Áo, Thụy sĩ, Anh, một số Bang ở nước Mỹ và đã được các nước này biên soạn thành các tiêu chuẩn thí nghiệm đánh giá như: DIN 2312: 1999, RVS 11065, SN 671941, ALDOT-430: 2008, EN 12697-48: 2014. Đây là một mô hình thí nghiệm đơn giản để thí nghiệm cắt trực tiếp nhằm xác định lực dính giữa hai lớp bê tông asphalt. Thí nghiệm được thực hiện với mẫu thử hình trụ đường kính 150 mm hoặc 101.6 mm được tạo thành từ ít nhất hai lớp bê tông asphalt. Mẫu thử có thể được khoan từ hiện trường hoặc được chế bị trong phòng thí nghiệm. Cơ chế của phương pháp này là tác dụng một lực cắt tập trung không đổi để tạo ra một tốc độ chuyển vị cắt không đổi tại mặt tiếp xúc giữa hai lớp bê tông asphalt. Tốc độ chuyển vị cắt không đổi theo tiêu chuẩn là 50.8 mm/phút. Vì vậy, thiết bị thí nghiệm Marshall hoặc thiết bị thí nghiệm CBR có thể được sử dụng cho mô hình thí nghiệm cắt Leutner. Mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner được sử dụng đầu tiên ở Đức vào cuối những năm 1970, thiết bị đi kèm được gọi là thiết bị cắt phẳng Leutner tiêu chuẩn với khoảng cách giữa hai lưỡi cắt bằng 1 mm. Những nghiên cứu của A.C. Collop (2005, 2009) đã chỉ ra rằng, khi khoảng hở giữa hai lưỡi cắt bằng 1 mm mức độ phân tán của các kết quả thí nghiệm khá lớn [19]. Do vậy, sau những nghiên cứu, tác giả A.C. Collop đã kiến nghị khoảng hở giữa hai lưỡi cắt bằng 5 mm và được gọi là thiết bị cắt phẳng Leutner cải tiến, và tiêu chuẩn EN 12697-48: 2014 đã được biên soạn theo mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner cải tiến. Do đó, trong nghiên cứu tác giả đã sử dụng mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner cải tiến để tiến hành nghiên cứu chế tạo bộ thiết bị thí nghiệm, các thông số kỹ thuật của thiết bị cắt phẳng Leutner được tuân thủ theo Mục 4.2.2.1 của tiêu chuẩn EN 12697-48: 2014. Hình 2-2 thể hiện mô hình thí nghiệm và bộ thiết bị thí nghiệm cắt phẳng Leutner cải tiến sau khi chế tạo. 52 Mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner Thiết bị cắt phẳng Leutner Hình 2-2. Mô hình thí nghiệm và thiết bị cắt phẳng Leutner cải tiến Để xác định cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt, mẫu thử được cắt bởi lực cắt tập trung với tốc độ không đổi 50.8 mm/phút ở vị trí giữa hai lớp đến khi mẫu bị phá hoại, tốc độ gia tải này bằng với tốc độ tăng tải của thiết bị nén Marshall. Do vậy, bộ thiết bị cắt phẳng Leutner cải tiến được tích hợp với thiết bị nén Marshall. 2.3. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác định mức độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt 2.3.1. Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông asphalt cho hai lớp Hai hỗn hợp bê tông asphalt chặt loại có kích thước hạt lớn nhất danh định bằng 19 mm (BTAC 19) và loại có kích thước hạt lớn nhất danh định bằng 12,5 mm (BTAC12,5) được thiết kế cho hai lớp. Tỷ lệ phối trộn các thành phần vật liệu được thiết kế theo TCVN 8820: 2011 [12] và TCVN 8819:2011 [11]. Thành phần vật liệu chế tạo hỗn hợp bê tông asphalt cho hai lớp như sau: 2.3.1.1. Hỗn hợp vật liệu khoáng Hỗn hợp vật liệu khoáng dùng cho hỗn hợp BTAC19 và BTAC12,5 bao gồm các loại sau: Đá dăm D25, đá dăm D19, đá dăm D12,5: Mỏ đá Thống Nhất, Hải Dương. Đá dăm D4,75: Mỏ đá Sunway, Quốc Oai, Hà Nội. A C 1 9 A C 1 2 ,5 15 0 m m 1 4 m m 70 mm 50 mm 50,8 mm/phút 50,8 mm/phút 53 Bột đá: Phủ Lý, Hà Nam Thành phần và cấp phối của hỗn hợp vật liệu khoáng được thể hiện từ Hình 2-3 đến Hình 2-10. Hình 2-3. Thành phần cấp phối đá dăm D25 Hình 2-4. Thành phần cấp phối đá dăm D19 Hình 2-5. Thành phần cấp phối đá dăm D12.5 54 Hình 2-6. Thành phần cấp phối đá dăm D4.75 Hình 2-7. Thành phần cấp phối của bột đá Các thành phần cốt liệu trên được kiểm tra theo các yêu cầu kỹ thuật của TCVN 8819:2011. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 2-2, Bảng 2-3 và Bảng 2-4. Bảng 2-2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của đá dăm D25, D19 và D12,5 STT Tên chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 Đá dăm D25 Đá dăm D19 Đá dăm D12,5 1 Tỷ trọng khối 2,735 2.709 2.713 - 2 Tỷ trọng khối bão hòa 2,744 2.720 2.726 - 3 Tỷ trọng biểu kiến 2,759 2.738 2.748 - 4 Độ hấp phụ, % 0,31 0.392 0.47 - 5 Cường độ chịu nén, MPa 130.6 130.6 130.6 Min 80 55 STT Tên chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 Đá dăm D25 Đá dăm D19 Đá dăm D12,5 6 Độ hao mòn Los Angeles, % 10,46 11.20 12.45 Max 30 7 Hàm lượng hạt thoi dẹt, % 10.18 1.86 11.4 Max 15 8 Hàm lượng hạt mềm yếu, % 0 0 0.2 Max 5 9 Hàm lượng bụi bẩn, % 0,27 0.46 0.18 Max 2 10 Hàm lượng sét cục, % 0 0 0 Max 0.25 11 Độ dính bám với bitum, cấp Cấp 5 Cấp 5 Cấp 5 Min Cấp 3 Bảng 2-3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của đá dăm D4.75 STT Tên chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 1 Tỷ trọng khối 2.647 - 2 Tỷ trọng khối bão hòa 2.675 - 3 Tỷ trọng biểu kiến 2.725 - 4 Độ hấp phụ, % 1.084 - 5 Mô đun độ lớn 3.31 Min 2 6 Hệ số đương lượng, % 86.42 Min 50 7 Hàm lượng bụi bẩn, % 0.54 Max 3 8 Hàm lượng sét cục, % 0 Max 0.5 9 Độ góc cạnh, % 56.78 Min 45 Bảng 2-4. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột đá STT Tên chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 1 Tỷ trọng khối 2.753 - 2 Phần trăm lượng lọt qua sàng, % 0.6 mm 100 100 3 0.3 mm 99.83 95-100 4 0.075 mm 86.71 70-100 5 Độ ẩm, % 0.29 <1 56 STT Tên chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 6 Độ trương nở thể tích, % 0.48 Max 2.2 7 Chỉ số dẻo, % Không dẻo ≤ 4 2.3.1.2. Bitum Chất kết dính bitum dùng để chế tạo BTAC 19 và BTAC 12,5 là bitum quánh mác 60/70 được cung cấp bởi Công ty TNHH nhựa đường Petrolimex. Các yêu cầu kỹ thuật của bitum được thí nghiệm và kiểm tra theo TCVN 7493: 2005 [7] và TCVN 8819: 2011. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 2-5. Bảng 2-5. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của bitum quánh 60/70 TT Chỉ tiêu thí nghiệm Kết quả thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật TCVN 7493: 2005 1 Độ kim lún ở 25 oC, 0.1 mm 66 60-70 2 Nhiệt độ hoá mềm, oC 49.5 Min 46 3 Nhiệt độ bắt lửa, oC >230 Min 230 4 Lượng tổn thất sau khi đun nóng ở 163 oC trong 5 giờ, % 0.028 Max 0.5 5 Tỷ lệ độ kim lún sau khi đun nóng ở163 oC trong 5 giờ, % 87.2 Min 75 6 Lượng hoà tan trong Trichloroethylene, % 99.8 Min 99 7 Khối lượng riêng ở 25 oC, g/cm3 1.032 - 8 Độ dính bám đối với đá, cấp Cấp 5 Cấp 3 9 Hàm lượng parafin, % Max 2.2 10 Độ nhớt ở 135oC, cSt 285 2.3.1.3. Xác định tỷ lệ phối trộn hỗn hợp Tỷ lệ phối trộn sơ bộ của hỗn hợp vật liệu được tính toán dựa trên hai phương trình tổng quát sau: P = aA+bB+cC.... 57 a+b+c+.... = 1 trong đó: a, b, c....: tỷ lệ phần trăm theo khối lượng của từng thành phần trong hỗn hợp vật liệu khoáng, %; A, B, C...: tỷ lệ phần trăm lượng lọt sàng của từng cốt liệu tại cỡ sàng tương ứng, %; P: tỷ lệ phần trăm lượng lọt sàng của hỗn hợp vật liệu khoáng tại cỡ sàng bất kỳ, %. Quy trình chế tạo và kiểm tra hỗn hợp bê tông asphalt cho hai lớp được tuân thủ chặt chẽ theo tiêu chuẩn TCVN 8819: 2011 và AASHTO T245 [76]. Kết quả thiết kế tỷ lệ phối trộn các vật liệu thành phần và các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp BTAC19 và BTAC 12.5 được thể hiện ở Bảng 2-6. Bảng 2-6. Tỷ lệ phối trộn và kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông asphalt thiết kế Tỷ lệ phối trộn, chỉ tiêu Loại hỗn hợp bê tông asphalt Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8819: 2011 BTAC 19 BTAC 12.5 Tỷ lệ phối trộn các vật liệu thành phần (%) Đá dăm D25, % 10 - - Đá dăm D19 19 12 - Đá dăm D12.5 35 34 - Đá dăm D4.75 30 48 - Bột đá 6 6 - Bitum 4.8 5.0 - Độ ổn định Marshall, kN 10.37 14.85 Min 8 Độ dẻo Marshall, mm 2.98 3.10 2-4 Độ rỗng dư, % 4.47 4.15 3-5 Độ rỗng hỗn hợp VLK, % 13.55 14.13 Min 13 Độ rỗng lấp đầy bitum, % 67.01 70.63 65-75 Cấp phối của hỗn hợp vật liệu khoáng BTAC 19 và BTAC 12.5 được thể hiện ở Hình 2-8 và Hình 2-9. 58 Hình 2-8. Cấp phối hỗn hợp vật liệu khoáng của BTAC 19 Hình 2-9. Cấp phối hỗn hợp vật liệu khoáng của BTAC 12.5 2.3.2. Chế tạo mẫu thử bê tông asphalt hai lớp Mẫu thử hai lớp bê tông asphalt gồm lớp dưới là BTAC19 dày 7 cm, lớp trên là BTAC12.5 có chiều dày 5 cm. Kết cấu này phù hợp với chỉ dẫn của tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm 22TCN 211-06 và là kết cấu hiện đang được sử dụng phổ biến ở các dự án đường bộ. Tổng hợp số lượng mẫu thử thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 2-7. Chế bị các mẫu thử được thực hiện trong phòng bằng bộ thiết bị đầm xoay Troxler 4140 (Hình 2-11). Để đạt được độ rỗng dư và chiều dầy lớp thiết kế, mỗi lớp bê tông asphalt được đầm 120 vòng xoay, áp lực đầm 600 kPa ở nhiệt độ 145oC. Ba loại nhũ tương CSS- 1, CRS-1 và CRS-1P được sử dụng làm vật liệu dính bám giữa hai lớp với các tỷ lệ 0.0, 0.2, 0.4 và 0.9 l/m2. Các yêu cầu kỹ thuật của hai loại nhũ tương này được kiểm tra theo TCVN 8817: 2011 [10] và TCVN 8816: 2011 [9]. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 2-8, Bảng 2-9 và Bảng 2-10. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0 0.1 1.0 10.0 100.0 T ỷ l ệ p h ầ n t ră m l ư ợ n g l ọ t sà n g , % Cỡ sàng, mm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0 0.1 1.0 10.0 100.0 T ỷ l ệ p h ầ n t ră m l ư ợ n g l ọ t sà n g , % Cỡ sàng, mm 59 Bảng 2-7. Số lượng mẫu thí nghiệm xác định cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt Loại vật liệu dính bám Số lượng mẫu thí nghiệm ứng với loại và tỷ lệ vật liệu dính bám ở các nhiệt độ thí nghiệm CSS-1 CRS-1 CRS-1P Tỷ lệ, l/m2 0 0.2 0.4 0.9 0.2 0.4 0.9 0.2 0.4 0.9 Nhiệt độ thí nghiệm, oC 20 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 30 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 40 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 50 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 60 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Tổng số mẫu thí nghiệm 300 Bảng 2-8. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của nhũ tương CSS-1 STT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Tiêu chuẩn thí nghiệm Kết quả Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8818:2011 I Thí nghiệm mẫu chưa phân tách 1 Độ nhớt ở 25˚C s TCVN 8817- 2:2011 25 20 - 100 2 Độ ổn định lưu trữ, 24h % TCVN 8817- 3:2011 0.87 ≤ 1 3 Lượng hạt quá cỡ, thử nghiệm sàng % TCVN 8817- 4:2011 0.071 ≤ 0.10 4 Điện tích hạt TCVN 8817- 5:2011 dương dương 5 Thí nghiệm trộn với xi măng % TCVN 8817- 7:2011 0.85 ≤2,0 6 Hàm lượng nhựa % TCVN 8817- 10:2011 61.78 ≥ 57 II Thí nghiệm trên mẫu nhựa thu được sau chưng cất 8 Độ kéo dài ở 25˚C, 5cm/phút cm TCVN 7496:2005 60 ≥ 40 9 Độ kim lún ở 25˚C, 100g, 5 giây 0.1mm TCVN 7495:2005 220 100 ÷ 250 60 10 Lượng hòa tan trong Trichloroethylene % TCVN 7500:2005 98.42 ≥ 97,5 Bảng 2-9. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của nhũ tương CRS-1 STT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Tiêu chuẩn thí nghiệm Kết quả Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8818:2011 I Thí nghiệm mẫu nhựa lỏng 1 Độ nhớt ở 50˚C s TCVN 8817- 2:2011 77 20 - 100 2 Độ ổn định lưu trữ, 24h % TCVN 8817- 3:2011 0.51 ≤ 1 3 Lượng hạt quá cỡ % TCVN 8817- 4:2011 0.047 ≤ 0.10 4 Điện tích hạt TCVN 8817- 5:2011 dương dương 5 Độ khử nhũ % TCVN 8817- 6:2011 72 ≥ 40 6 Hàm lượng dầu % TCVN 8817- 9:2011 0.4 ≤ 3 7 Hàm lượng nhựa % TCVN 8817- 10:2011 68.57 ≥ 60 II Thí nghiệm trên mẫu nhựa thu được sau chưng cất 8 Độ kéo dài ở 25˚C, 5cm/phút cm TCVN 7496:2005 60 ≥ 40 9 Độ kim lún ở 25˚C, 100g, 5 giây 0.1mm TCVN 7495:2005 121 100 ÷ 250 10 Lượng hòa tan trong Trichloroethylene % TCVN 7500:2005 98.42 ≥ 97,5 Bảng 2-10. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật của nhũ tương CRS-1P STT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị TCTN Kết quả YCKT TCVN8816:2 011 I Thí nghiệm trên mẫu nhũ tương polime 61 STT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị TCTN Kết quả YCKT TCVN8816:2 011 1 Độ nhớt Saybolt-Furol ở 50˚C s TCVN 8817-2:2011 28 20 - 100 2 Độ ổn định lưu trữ, 24h % TCVN 8817-3:2011 0.57 ≤ 1 3 Lượng hạt quá cỡ, thử nghiệm sàng % TCVN 8817-4:2011 0.061 ≤ 0.10 4 Điện tích hạt TCVN 8817-5:2011 Dương Dương 5 Độ khử nhũ (sử dụng 35ml dioctyl sodium sulfosuccinate 0,8 %) % TCVN 8817-6:2011 64 ≥ 40 6 Hàm lượng dầu % TCVN 8817-9:2011 0.42 ≤ 3 II Thí nghiệm trên mẫu nhựa thu được từ thử nghiệm bay hơi 7 Hàm lượng nhựa % TCVN 8817- 10:2011 ≥ 60 65.74 8 Độ kim lún ở 25˚C, 100g, 5 giây 0.1mm TCVN 7495:2005 78 60 ÷ 120 9 Điểm hóa mềm (dụng cụ vòng và bi) °C TCVN 7497:2005 51 ≥ 50 10 Độ hòa tan trong Tricloetylen % TCVN 7500:2005 98.6 ≥ 97.5 11 Độ đàn hồi ở 25°C, mẫu kéo dài 20cm % AASHTOT 301-2003 57.5 ≥ 30 62 Hình 2-10. Quét lớp dính bám giữa hai lớp BTA Lớp trên (BTAC 12.5) được đầm sau khi lớp nhũ tương dính bám trên bề mặt lớp dưới (BTAC 19) phân tách xong với nhiệt độ đầm bằng 145oC, áp lực đầm 600 kPa, và số vòng xoay 120 vòng. Tùy thuộc vào loại và tỷ lệ nhũ tương quét dính bám, nhiệt độ và độ ẩm phòng thí nghiệm, thời gian phân tách của các loại nhũ tương CSS-1 từ 6-12 giờ, nhũ tương CRS-1 từ 4-6 giờ, và nhũ tương CRS-1P từ 2-4 giờ. Hình 2-11 và Hình 2-12 thể hiện quá trình đầm mẫu trên thiết bị đầm xoay Troxler 4140 và mẫu thử hai lớp bê tông asphalt sau khi đầm được thực hiện ở Phòng thí nghiệm Bộ môn Vật liệu xây dựng, Trường Đại học GTVT. Hình 2-11. Thiết bị đầm xoay Troxler Model 4140 Hình 2-12. Mẫu thử hai lớp bê tông asphalt sau khi chế bị 63 2.3.3. Kết quả thí nghiệm cường độ dính bám và mô đun độ cứng chống cắt giữa hai lớp bê tông asphalt của các mẫu thử chế bị trong phòng Cường độ dính bám và mô đun độ cứng chống cắt giữa hai lớp bê tông asphalt được xác định ở các nhiệt độ 20, 30, 40, 50 và 60oC theo mô hình thí nghiệm cắt phẳng Leutner cải tiến. Các nhiệt độ này được tham khảo theo kết quả nghiên cứu của các tác giả Canestrari F và các cộng sự (2005), Raad C và Partl MN (2004), của Louay NM (2012) và cũng phù hợp với điều kiện nhiệt độ khai thác của kết cấu áo đường mềm trong điều kiện Việt Nam. Toàn bộ quá trình thí nghiệm cắt được tuân thủ theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn EN 12697-48: 2014 [82]. Hình 2-13 thể hiện quá trình thí nghiệm cắt và mẫu thử sau khi thí nghiệm cắt giữa hai lớp. Hình 2-13. Thí nghiệm cắt mẫu thử hai lớp Hình 2-14 thể hiện quan hệ giữa cường độ cắt và chuyển vị cắt được thiết lập từ kết quả thí nghiệm cắt. Các thông số có được từ thí nghiệm cắt bao gồm: cường độ chống cắt (cường độ dính bám), chuyển vị cắt ứng với lực cắt lớn nhất, mô đun độ cứng chống cắt. Trị số cường độ cắt trượt giữa hai lớp bê tông asphalt của mỗi mẫu thử được tính theo công thức sau: 2max . 4 d F , MPa (2-1) trong đó: max - cường độ cắt, MPa; F - lực cắt lớn nhất phá hoại mẫu, N; 64 d – đường kính mẫu thử, mm max max k (2-2) trong đó: k - mô đun độ cứng chống cắt, MPa/mm; max - chuyển vị cắt, mm. Hình 2-14. Đường cong quan hệ chuyển vị cắt và cường độ dính bám [82] Hình 2-15, Hình 2-16 và Hình 2-17 thể hiện kết quả thí nghiệm cắt của các tổ mẫu. Hình 2-15. Kết quả thí nghiệm cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt ứng với nhũ tương dính bám CSS-1 ở các tỷ lệ và nhiệt độ lựa chọn 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 C ư ờ n g đ ộ d ín h b á m , M P a Chuyển vị cắt, mm 0.0-20 0.2-20 0.4-20 0.9-20 0.0-30 0.2-30 0.4-30 0.9-30 0.0-40 0.2-40 0.4-40 0.9-40 0.0-50 0.2-50 0.4-50 0.9-50 65 Hình 2-16. Kết quả thí nghiệm cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt ứng với nhũ tương dính bám CRS-1 ở các tỷ lệ và nhiệt độ lựa chọn Hình 2-17. Kết quả thí nghiệm cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt ứng với nhũ tương dính bám CRS-1P ở các tỷ lệ và nhiệt độ lựa chọn 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 C ư ờ n g đ ộ d ín h b ám , M P a Chuyển vị cắt, mm 0.0-20 0.2-20 0.4-20 0.9-20 0.0-30 0.2-30 0.4-30 0.9-30 0.0-40 0.2-40 0.4-40 0.9-40 0.0-50 0.2-50 0.4-50 0.9-50 0.0-60 0.2-60 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 C ư ờ n g đ ộ d ín h b ám , M P a Chuyển vị cắt, mm 0.0-20 0.2-20 0.4-20 0.9-20 0.0-30 0.2-30 0.4-30 0.9-30 0.0-40 0.2-40 0.4-40 0.9-40 0.0-50 0.2-50 0.4-50 0.9-50 0.0-60 0.2-60 66 2.4. Kết quả thí nghiệm cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt trong kết cấu mặt đường điển hình Để đánh giá mức độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt thực tế đạt được trong kết cấu áo đường mềm, 6 dự án đã được lựa chọn để đánh giá. Trong đó dự án 1, 2, 3, 4, 5 thuộc tuyến đường Cấp II - Đồng bằng đồi, dự án 6 thuộc tuyến đường Cấp III - Đồng bằng đồi, các dự án lấy mẫu đều thuộc khu vực miền Bắc Việt Nam. Đặc trưng kết cấu của cả 6 dự án như sau: lớp trên là bê tông asphalt chặt kích thước hạt lớn nhất danh định bằng 12.5 (BTAC 12.5) dày 5 cm, lớp dưới là lớp bê tông asphalt chặt có kích thước hạt lớn nhất danh định bằng 19 (BTAC 19) dày 7 cm. Qúa trình lấy mẫu hiện trường ở 6 dự án được thực hiện tại những vị trí không bị hư hỏng nứt trượt và tuân thủ theo chỉ dẫn của TCVN 8860: 2011. Bảng 2-11 thể hiện số lượng mẫu thí nghiệm lấy tương ứng với mỗi dự án. Bảng 2-11. Tổng hợp số lượng mẫu và đặc điểm kết cấu STT Tên dự án Đặc điểm kết cấu Loại/Tỷ lệ vật liệu tưới dính bám (l/m2) Thời gian khai thác, tháng Số mẫu 1 Dự án 1 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 36 45 2 Dự án 2 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 24 27 3 Dự án 3 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 6 27 4 Dự án 4 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 1 27 5 Dự án 5 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 1 27 6 Dự án 6 BTAC12.5/BTAC19 CRS-1/0.5 1 27 Tổng số mẫu thí nghiệm 180 Qúa trình khoan lấy mẫu được tuân thủ theo chỉ dẫn TCVN 8860: 2011. H
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_ung_xu_dinh_bam_va_de_xuat_gioi_han_cuong.pdf
- TOM TAT LUAN AN-VN.pdf
- TOM TAT LUAN AN-EN.pdf
- Thong tin nhung dong gop moi cua luan an (VN + Eng) dang website Bo GDDT va Truong-NCS N.N.LÂN.doc
- Bia tom tat Luan an-VN.pdf
- Bia tom tat Luan an-EN.pdf
- Bia ngoai va bia trong.pdf