Báo cáo khoa học: "một số vấn đề về đánh giá mặt đ-ờng bê tông xi măng bằng DYNATEST"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết bị Dynatest 8000 là một trong nhiều thiết bị đo động để đánh giá khả năng chịu tải của mặt đ-ờng. Trong khuôn khổ bài viết này tác giả giới thiệu cách đo và xử lý số liệu đo đ-ợc trên mặt đ-ờng bê tông xi măng thử nghiệm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "một số vấn đề về đánh giá mặt đ-ờng bê tông xi măng bằng DYNATEST"

mét sè vÊn ®Ò vÒ ®¸nh gi¸ mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng b»ng DYNATEST NCS. l∙ v¡N CH¡M Bé m«n §−êng bé - §H GTVT Tãm t¾t: ThiÕt bÞ Dynatest 8000 lμ mét trong nhiÒu thiÕt bÞ ®o ®éng ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña mÆt ®−êng. Trong khu«n khæ bμi viÕt nμy t¸c gi¶ giíi thiÖu c¸ch ®o vμ xö lý sè liÖu ®o ®−îc trªn mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng thö nghiÖm. Summary: Dynatest 8000 is one of Dynamic measurement equipments to appreciate the bearing index of pavement structure. In this article, the author introduces the measuring method and analysing results on experimentation Rigid Pavement. 1. Mét sè ph−¬ng ph¸p ®o ®éng §Æt vÊn ®Ò ®¸nh gi¸ søc chÞu t¶i cña mÆt Tõ tr−íc ®Õn nay ®Ó ®¸nh gi¸ søc chÞu t¶i ®−êng vμ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm cña mét líp hoÆc c¶ kÕt cÊu mÆt ®−êng mÒm DyNATEST 8000 nãi chung ng−êi ta th−êng x¸c ®Þnh gi¸n tiÕp th«ng qua ®é vâng ®µn håi trªn bÒ mÆt kÕt Nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ søc chÞu cÊu. §é vâng ®µn håi ®−îc x¸c ®Þnh qua thÝ t¶i cña mÆt ®−êng thÝch hîp nhÊt lµ c¸c nghiÖm nÐn tÜnh, d−íi t¸c dông cña t¶i träng ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸ huû. C¸c ph−¬ng quy ®Þnh. ph¸p nµy dùa trªn c¸c nguyªn lý ®o ®¹c kh¸c nhau, nhê c¸c mèi quan hÖ x¸c lËp ®−îc MÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng cã ®é vâng ng−êi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc mét hoÆc nhiÒu nhá h¬n nhiÒu so víi mÆt ®−êng mÒm nªn th«ng sè cña mÆt ®−êng, ®iÓn h×nh lµ c¸c viÖc x¸c ®Þnh chËu vâng th−êng khã kh¨n, ph−¬ng ph¸p sau: mÊt nhiÒu thêi gian c«ng søc mµ kÕt qu¶ khã chÝnh x¸c. - Ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸ huû dïng t¶i träng ®iÒu hoµ cña Côc hµng kh«ng liªn bang GÇn ®©y nhiÒu n−íc ®· sö dông c¸c thiÕt Mü (NDT - Non Destructive Testing). bÞ ®o ®éng ®Ó x¸c ®Þnh ®é vâng ®éng cña mÆt ®−êng mÒm, mÆt ®−êng cøng. Quy tr×nh Tõ nh÷ng n¨m 1950 Côc hµng kh«ng liªn AASHTO 1998 quy ®Þnh viÖc x¸c ®Þnh hÖ sè bang Mü ®· nghiªn cøu c¸c thiÕt bÞ t¶i träng nÒn t−¬ng ®−¬ng trªn ®Ønh líp mãng cho c¶ rung ®Ó ®¸nh gi¸ thö nghiÖm mÆt ®−êng mÒm. mÆt ®−êng cøng vµ mÒm. TrÞ sè nµy ®−îc Ph−¬ng ph¸p NDT x¸c ®Þnh ®−îc m« ®un ®é dïng ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ kÕt cÊu ¸o ®−êng cøng ®éng (DSM) tõ quan hÖ "T¶i träng ®éng - cøng vµ mÒm. ®é vâng ®éng". Trong khu«n khæ bµi viÕt nµy t¸c gi¶ giíi Nhê mèi t−¬ng quan ®−îc lËp s½n gi÷a thiÖu c¸ch x¸c ®Þnh chËu vâng ®éng vµ tÝnh DSM vµ t¶i träng ng−êi ta cã thÓ x¸c ®Þnh t¶i to¸n xö lý sè liÖu khi dïng thiÕt bÞ ®o träng cho phÐp trªn mÆt ®−êng, s©n bay thö DYNATEST 8000. nghiÖm.
- Ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸ huû dïng t¶i biÕn ®Æt trªn gi¸ th¼ng hµng víi kho¶ng c¸ch träng bóa r¬i (FWD): nguyªn t¾c chung cña c¸c ®iÓm ®o thÝch hîp ®Ó ®¶m b¶o chÝnh x¸c. ph−¬ng ph¸p nh− sau: Qu¶ nÆng r¬i tõ ®é cao Theo AASHTO ®o ®é vâng c¸ch t©m t¶i träng nhÊt ®Þnh theo trôc dÉn h−íng t¸c dông lªn mét kho¶ng 0, 8, 12, 18, 24, 36, 60 in (0, 203, mÆt ®−êng qua tÊm Ðp. §Ó kÐo dµi thêi gian 305, 457, 610, 915, 1524 mm) (h×nh 2). t¸c dông cña t¶i träng gièng nh− t¶i träng ch¹y trªn ®−êng (b¸nh xe chuyÓn ®éng) ng−êi ta lµm bé lß xo gi¶m chÊn hay c¸c tÊm ®Öm cao su. Mét thiÕt bÞ kh¸ ®iÓn h×nh cho lo¹i nµy vµ ®−îc dïng kh¸ phæ biÕn lµ DYNATEST 8000 cã thÓ dïng cho c¶ mÆt ®−êng cøng vµ mÒm. ThiÕt bÞ ®o ®éng DYNATEST 8000 cña PhÇn Lan: ®o chËu vâng cña mÆt ®−êng b»ng do, d8, d12, d18, d24, d36, d60 t¶i träng bóa r¬i, víi t¶i träng 3 hoÆc 5 cÊp, bé ®Çu ®o gåm 7 c¶m biÕn ®Æt trªn gi¸ th¼ng H×nh 2. S¬ ®å ®o ®éng cho mÆt ®−êng cøng. hµng (h×nh 1). B−íc 2. TÝnh to¸n * TÝnh AREA7 nhê trÞ sè ®é vâng trªn b»ng c«ng thøc thùc nghiÖm [6]. Víi bÒ mÆt BTXM tÝnh gi¸ trÞ AREA7 cña mçi hè vâng ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng tr×nh (1): ⎛d ⎞ ⎛d ⎞ ⎛d ⎞ AREA7 = 4 + 6 ⎜ 8 ⎟ + 5 ⎜ 12 ⎟ + 6 ⎜ 18 ⎟ + ⎜d ⎟ ⎜d ⎟ ⎜d ⎟ ⎝0 ⎠ ⎝ 0⎠ ⎝ 0⎠ ⎛d ⎞ ⎛d ⎞ ⎛d ⎞ + 9⎜ 24 ⎟ + 18 ⎜ 36 ⎟ + 12 ⎜ 60 ⎟ (1) ⎜d ⎟ ⎜d ⎟ ⎜d ⎟ ⎝0 ⎠ ⎝0 ⎠ ⎝0 ⎠ Trong ®ã d0, d8, d12, d18, d24, d36, d60 lµ ®é H×nh 1. ThiÕt bÞ ®o ®éng DYNATEST 8000. vâng ®o ®−îc t¹i c¸c vÞ trÝ c¸ch t©m t¶i träng Ph−¬ng ph¸p nµy thÝch hîp cho viÖc x¸c mét kho¶ng 0, 8, 12, 18, 24, 36, 60 in. ®Þnh hÖ sè k cho thiÕt kÕ mÆt ®−êng trªn mÆt * TÝnh b¸n kÝnh ®é cøng t−¬ng ®èi lest (gi¶ ®−êng bª t«ng cò khi thiÕt kÕ n©ng cÊp. thiÕt tÊm v« h¹n) theo c«ng thøc: Sau khi x¸c ®Þnh ®−îc chËu vâng cã thÓ 2,566 ⎡ ⎛ 60.AREA 7 ⎞⎤ tÝnh to¸n ®Æc tr−ng cña nÒn mãng cò qua hÖ ⎢ ln⎜ ⎟⎥ ⎜ 289.708 ⎟ ⎝ ⎠⎥ =⎢ sè k® (k ®éng), hÖ sè nµy ®−îc dïng lµ th«ng (2) l est ⎢ ⎥ − 0,696 sè tÝnh to¸n khi thiÕt kÕ t¨ng c−êng. ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ Tr×nh tù ®o vµ tÝnh to¸n ®−îc tiÕn hµnh nh− sau: * ¦íc l−îng hÖ sè k ban ®Çu B−íc 1. §o chËu vâng cña tÊm b¶n däc X¸c ®Þnh hÖ sè k −íc l−îng ban ®Çu cña theo h−íng tuyÕn nhê bé ®Çu ®o gåm 7 c¶m mçi hè vâng theo c«ng thøc:
víi c¸c th«ng sè nÒn mãng kh¸c nhau, ®· tiÕn * P.d 0 k est = (3) hµnh ®o ®¹c trªn c¸c tÊm thÝ nghiÖm nµy 2 d 0 .(l est ) b»ng DYNATEST 8000 (ThiÕt bÞ cña ViÖn trong ®ã: P - t¶i träng (lb); do - ®é vâng ®éng Khoa häc KT GTVT). ®o ®−îc t¹i t©m t¶i träng; do* - lµ hÖ sè kh«ng S¬ ®å bè trÝ mÆt b»ng nh− sau: thø nguyªn cña ®é vâng t¹i t©m t¶i träng x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: 5m 5m 5m 5m ⎡ − 0.14707 .e( −0.07565 .lest ) ⎤ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ d0 = 0.1245 .e * (4) 3m * TÝnh to¸n hÖ sè hiÖu chØnh cho d0 vµ l Víi b¶n tÊm bª t«ng h÷u h¹n (chiÒu dµi Thanh truyÒn lùc tÊm Lb, chiÒu réng tÊm Bb) cÇn hiÖu chØnh l vµ TÊm 1 TÊm 2 TÊm 3 TÊm 4 d0 theo c«ng thøc sau: H×nh 3. S¬ ®å bè trÝ c¸c tÊm thö nghiÖm 0,8051 ⎛L ⎞ ngoμi hiÖn tr−êng. − 0.71878 ⎜ ⎟ ⎜l ⎟ ⎝ est ⎠ AFd0 = 1 − 1,15085 .e (5) TÊm 1: TÊm BTXM dµy 24 cm, M300 1,04831 ⎛L ⎞ − 0.61662 ⎜ ⎟ trªn nÒn ®Êt E = 550 daN/cm2. ⎜l ⎟ ⎝ est ⎠ AFl = 1 − 0,89434 .e (6) TÊm 2: TÊm BTXM dµy 24 cm, M300 trªn trong ®ã: mãng c¸t gia cè XM 10%, nÒn ®Êt E = 450 daN/cm2. L = L b .B b (khi chiÒu dµi tÊm Lb ≤ 2Bb) TÊm 3: TÊm BTXM dµy 24 cm, M300 L = 2 .L b (khi chiÒu dµi tÊm Lb > 2Bb). trªn mãng cÊp phèi gia cè XM 10%, nÒn ®Êt 450 daN/cm2. * HÖ sè ®µn håi ®éng K® sau khi hiÖu chØnh theo kÝch th−íc b¶n tÊm bª t«ng h÷u TÊm 4: TÊm BTXM dµy 24 cm, M300 h¹n ®−îc tÝnh theo (7): trªn nÒn ®Êt E = 650 daN/cm2. k est Kd = (7) KÕt qu¶ ®o ®é vâng t¹i vÞ trÝ tim tÊm nh− AFl2 .AFd0 sau: Lo¹i trõ khái d·y sè liÖu c¸c gi¸ trÞ phi lý Cù ly TÊm 1 TÊm 2 TÊm 3 TÊm 4 nhá h¬n 50psi/in (14 kPa/mm) hoÆc lín h¬n (cm) 1500 psi/in (407 kPa/mm) trÞ sè K® ®éng trung 0 0,0141 0,0126 0,0061 0,0123 b×nh ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (7) trªn. 20,32 0,01308 0,00915 0,0061 0,01216 * ¦íc l−îng hÖ sè K tÜnh (Kt) cho thiÕt kÕ: Kt = K®/2. 30,48 0,01255 0,00749 0,00609 0,01208 HÖ sè K® hoÆc Kt lµ mét th«ng sè tÝnh 45,72 0,01108 0,00708 0,00573 0,01142 to¸n chiÒu dµy tÊm b¶n cña AASHTO. 60,96 0,00966 0,00668 0,00539 0,01076 2. KÕt qu¶ thö nghiÖm t¹i hiÖn tr−êng 91,44 0,00834 0,00596 0,00508 0,00963 T¸c gi¶ ®· lµm bèn tÊm bª t«ng thö 152,4 0,00556 0,00433 0,00426 0,00671 nghiÖm t¹i tr−êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i
+ TÊm trªn mãng c¸t gia cè cã ®é vâng lín h¬n kh¸ nhiÒu so víi ®é vâng cña tÊm trªn mãng cÊp phèi gia cè xi m¨ng. + Víi kÕt cÊu mÆt ®−êng cøng dïng mãng gia cè cã c−êng ®é cao hiÖu qu¶ h¬n nhiÒu so víi mãng b»ng vËt liÖu kh¸c. - Ghi kÕt qu¶ ®o chËu vâng qua khe tÊm (t¹i vÞ trÝ c¹nh ng¾n tÊm) cã thÓ ®¸nh gi¸ kh¶ H×nh 4. ChËu vâng ®o ®−îc trªn n¨ng truyÒn t¶i träng qua khe, hoÆc cã thÓ mÆt ®−êng thö nghiÖm. kiÓm tra khe nèi cã kÕt cÊu thanh truyÒn lùc hay kh«ng. KÕt qu¶ ®o trªn tÊm thÝ nghiÖm Tõ kÕt qu¶ ®é vâng ®o ®−îc cã thÓ tÝnh cho thÊy nh÷ng khe cã bè trÝ thanh truyÒn lùc ®−îc hÖ sè ®é vâng cña c¸c tÊm kh«ng cã chËu vâng kh¸ tr¬n tru ªm thuËn, t¹i khe mãng (tÊm 1, tÊm 4), tÊm mãng c¸t gia cè kh«ng cã thanh truyÒn lùc cã sù cËp kªnh (tÊm 2) so víi tÊm cã mãng cøng b»ng vËt liÖu gi÷a hai tÊm (th«ng qua b−íc nh¶y chuyÓn vÞ cÊp phèi gia cè xi m¨ng (tÊm 3). qua khe). HÖ sè ®é vâng so víi tÊm gia cè cÊp phèi - Chóng ta còng cã thÓ x¸c ®Þnh hÖ sè gia cè chuyÓn vÞ cho c¸c tr−êng hîp t¶i träng ®Æt ë Cù ly gãc vµ c¹nh dµi tÊm . TÊm 1/3 TÊm 2/3 TÊm 3 TÊm 4/3 (cm) - Tõ kÕt qu¶ ®o ®¹c cã thÓ lËp t−¬ng 0 2,31148 2,06557 1,00 2,01639 quan ®¸nh gi¸ søc chÞu t¶i cña c¸c lo¹i kÕt 20,32 2,14492 1,49928 1,00 1,99419 cÊu mÆt ®−êng kÓ c¶ mÆt ®−êng cøng. 30,48 2,06175 1,22967 1,00 1,98384 - NÕu cã phÇn mÒm tÝnh to¸n t−¬ng øng 45,72 1,93267 1,23505 1,00 1,9917 nhê viÖc lËp quan hÖ mµ chóng ta cã thÓ ®¸nh 60,96 1,79178 1,23879 1,00 1,99703 gi¸ mét sè ®Æc tr−ng cña vËt liÖu lµm mÆt vµ 91,44 1,64195 1,17241 1,00 1,89498 152,4 1,3061 1,01596 1,00 1,57559 mãng ®−êng. Tõ mÆt vâng ®o ®−îc ng−êi ta cã thÓ gi¶i HÖ sè K® tÝnh theo AASHTO bµi to¸n ng−îc ®Ó tÝnh ®−îc c¸c ®Æc tr−ng c−êng ®é cña c¸c líp ¸o ®−êng hoÆc dïng nã TÊm 1 2 3 4 lµm th«ng sè thiÕt kÕ. HÖ sè k ®éng 56,16 91,76 184,61 92,10 Tµi liÖu tham kh¶o NhËn xÐt vμ kÕt luËn [1]. AASHTO H−íng dÉn thiÕt kÕ mÆt ®−êng 1986 - HiÖp héi ®−êng bé Mü xuÊt b¶n. - Nhê thÝ nghiÖm DYNATEST nµy chóng [2] NguyÔn Quang Chiªu. MÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng - ta cã thÓ x¸c ®Þnh chËu vâng ®éng rÊt nhanh NXB X©y dùng, 1985. so víi c¸c ph−¬ng ph¸p ®o ®¹c tÜnh truyÒn [3] D−¬ng Häc H¶i. C«ng tr×nh mÆt ®−êng « t«. Tñ s¸ch Sau ®¹i häc, Tr−êng §¹i häc X©y dùng Hµ néi. 1996. thèng. [4] Quy tr×nh thiÕt kÕ ¸o ®−êng cøng 22 TCN 223 - 95. - KÕt qu¶ ®o ®¹c ®· ph¶n ¸nh ®óng t×nh Bé GTVT 1995. tr¹ng kÕt cÊu cña tÊm thÝ nghiÖm. [5] NguyÔn V¨n V−îng, NguyÔn Phó Th¸i. C¬ së ph−¬ng ph¸p ®o kiÓm tra trong kü thuËt. NXB Khoa häc vµ Kü + §é vâng cña c¸c tÊm kh«ng gia cè (hÖ thuËt, 2001. hai líp) lín h¬n ®é vâng tÊm cã gia cè tõ 1,3 [6] AASHTO Design of Pavement Structures (Part II Rigid Pavement Design & Rigid Pavement Joint Design), 1998 ®Õn 2,3 lÇn.