Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu quan hệ giữa cường độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông Asphalt mặt đường

Chia sẻ: ViJenlice ViJenlice | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:163

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án trình bày tổng quan về đặc tính kháng cắt, đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đường và xu thế nghiên cứu mối quan hệ giữa chúng; Lựa chọn chỉ tiêu, mô hình thí nghiệm, thiết kế lắp dựng thiết bị thí nghiệm đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt; Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng về đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt; Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng về đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt; Tương quan thực nghiệm giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đường.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu quan hệ giữa cường độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông Asphalt mặt đường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------------------------------ NGÔ NGỌC QUÝ NGHIÊN CỨU QUAN HỆ GIỮA CƢỜNG ĐỘ CHỐNG CẮT VÀ ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT MẶT ĐƢỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------------------------------ NGÔ NGỌC QUÝ NGHIÊN CỨU QUAN HỆ GIỮA CƢỜNG ĐỘ CHỐNG CẮT VÀ ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT MẶT ĐƢỜNG Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số : 9.58.02.05 Chuyên ngành: Xây dựng đƣờng ôtô và đƣờng thành phố LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trần Thị Kim Đăng 2. PGS. TS. Lã Văn Chăm Hà Nội – 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ “Nghiên cứu quan hệ giữa cường độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông Asphalt mặt đường” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố. Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã chú thích và liệt kê trong phần tài liệu tham khảo kết quả nghiên cứu, các công thức, hình vẽ, bảng biểu và các phần mềm ứng dụng của các tác giả khác. Hà Nội, ngày …. tháng ... năm 2021 Tác giả của luận án Ngô Ngọc Quý
LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nỗ lực nghiên cứu, luận án “Nghiên cứu quan hệ giữa cường độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông asphalt mặt đường” của tôi đã hoàn thành. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, cô hướng dẫn khoa học của tôi: PGS.TS Trần Thị Kim Đăng và PGS.TS Lã Văn Chăm. Các Thầy, Cô đã định hướng và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Trong thời gian thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ Ban Giám hiệu Trường đại học Giao thông Vận tải, Phòng Đào tạo Sau đại học, Bộ môn Đường bộ, Trung tâm Khoa học công nghệ Giao thông Vận tải, Phòng thí nghiệm Công trình Vilas 047, Phòng thí nghiệm trọng điểm LasXD 1256, Phòng thí nghiệm Vật liệu xây dựng thuộc Trường Đại học Giao thông Vận tải. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành về sự giúp đỡ đó. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Quang Phúc, TS. Nguyễn Quang Tuấn, TS. Bùi Tuấn Anh, TS. Lương Xuân Chiểu, TS. Trần Danh Hợi, TS. Nguyễn Ngọc Lân và các thầy, cô trong Bộ môn Đường bộ, các đồng nghiệp, các nhà khoa học trong và ngoài Trường đã quan tâm, giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến chuyên môn xác đáng cho luận án của tôi. Xin cảm ơn các cán bộ, nhân viên của Phòng thí nghiệm Công trình Vilas 047 – nơi tôi đang công tác và Phòng thí nghiệm trọng điểm LasXD1256 thuộc Trung tâm Khoa học công nghệ GTVT đã giúp tôi thực hiện các thí nghiệm của luận án. Lời tri ân sâu sắc xin dành cho vợ, các con và những người thân trong gia đình đã luôn ở bên tôi, chia sẻ, động viên, ủng hộ tinh thần và vật chất, giúp tôi vượt qua các khó khăn để hoàn thành luận án này. Xin khắc ghi công lao của tất cả mọi người. Trân trọng! Hà Nội, ngày …. tháng …. năm 2021 Tác giả của luận án Ngô Ngọc Quý
i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................................. i DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................................... iv DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................................... vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... xii ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................................... 1 2. Các mục tiêu của nghiên cứu .................................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 3 4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................................ 4 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................................ 4 6. Cấu trúc của luận án ............................................................................................................... 5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẶC TÍNH KHÁNG CẮT, ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA BÊ TÔNG ASPHALT MẶT ĐƢỜNG VÀ XU THẾ NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHÚNG ................................................................. 6 1.1- Đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt mặt đƣờng ....................................................... 6 1.1.1 - Các nghiên cứu về cường độ kháng cắt và các thông số đặc trưng cho sức kháng cắt của bê tông asphalt ở Việt Nam.................................................................................................. 6 1.1.2- Một số nghiên cứu của nước ngoài về đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt................ 9 1.2- Đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đƣờng ......................... 20 1.2.1 - Các nghiên cứu trong nước về đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt21 1.2.2 - Một số nghiên cứu tiêu biểu trên thế giới trong thời gian gần đây về đặt tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt.......................................................................................... 23 1.3 – Bản chất mối liên hệ giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt ................................................................................................................. 28 1.3.1 – Cơ chế hình thành và phát triển lún vệt bánh xe trong mối liên hệ với đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt .............................................................................................................. 28 1.3.2 – Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đường ........................................................................................ 30 1.4 – Xu hƣớng nghiên cứu mối quan hệ giữa cƣờng độ chống cắt và biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt tại Việt Nam và trên thế giới ................................................ 31 1.4.1 – Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................................. 31 1.4.2 – Các xu hướng nghiên cứu ở nước ngoài ....................................................................... 31 1.5 – Kết luận chƣơng 1.......................................................................................................... 36 CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN CHỈ TIÊU, MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM, THIẾT KẾ LẮP
ii DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ĐẶC TÍNH KHÁNG CẮT VÀ ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA BÊ TÔNG ASPHALT ................................................ 37 2.1. Lựa chọn chỉ tiêu và mô hình thí nghiệm xác định đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt ...................................................................................................................................... 37 2.1.1- Các mô hình thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt, các tham số đặc trưng đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt. .................................................................................................. 37 2.1.2 – Tiêu chuẩn thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt và các tham số cường độ kháng cắt ............................................................................................................................................. 42 2.2. Thiết kế cải tiến thiết bị nén ba trục của đất để thí nghiệm đặc tính kháng cắt cho bê tông asphalt ............................................................................................................................. 45 2.3. Lựa chọn chỉ tiêu và mô hình thí nghiệm đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt ............................................................................................................................. 50 2.3.1 – Các mô hình và tiêu chuẩn thí nghiệm đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt. ...................................................................................................................................... 50 2.4. Thiết kế lắp dựng thiết bị nén dọc trục tải trọng lặp thí nghiệm biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt ........................................................................................................ 54 2.5. Kết luận chƣơng 2............................................................................................................ 57 CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG ĐẶC TÍNH KHÁNG CẮT CỦA BÊ TÔNG ASPHALT ......................................................................................... 59 3.1. Kế hoạch thí nghiệm ........................................................................................................ 59 3.2. Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông asphalt .............................................................. 60 3.2.1. Lựa chọn phương pháp thiết kế ...................................................................................... 60 3.2.2. Lựa chọn vật liệu và thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt ................................................... 60 3.2.3. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu khoáng và nhựa đường .................................... 60 3.2.4. Thiết kế cấp phối hỗn hợp .............................................................................................. 63 3.2.5. Xác định hàm lượng nhựa tối ưu theo phương pháp Marshall ....................................... 65 3.2.6. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu thể tích và chỉ tiêu cơ lý của mẫu Marshall các hỗn hợp bê tông asphalt. ......................................................................................................................... 67 3.3. Thí nghiệm nén ba trục xác định cƣờng độ kháng cắt và các tham số kháng cắt ..... 68 3.3.1. Các tham số kháng cắt và cách xác định ........................................................................ 68 3.3.2. Thiết kế thí nghiệm và trình tự phân tích thống kê xử lý số liệu .................................... 70 3.4. Kết quả thí nghiệm xác định chỉ tiêu c,  của các hỗn hợp bê tông asphalt............... 71 3.4.1. Phạm vi nghiên cứu và điều kiện thí nghiệm ................................................................. 71 3.4.2. Kết quả thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của màng bao mẫu.......................................... 73 3.4.3. Kết quả thí nghiệm c,  của các hỗn hợp bê tông asphalt .............................................. 77 3.5. Phân tích kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kháng cắt (c,) ........................................... 78 3.5.1. Ảnh hưởng loại chất kết dính đến c,  của hỗn hợp AC13_CP1 và AC13_CP2 ........... 78
iii 3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ......................................... 82 3.5.3. Ảnh hưởng của tốc độ gia tải đến c,  cấp phối AC19_CP1_N1 .................................. 85 3.5.4. Phân tích kết quả thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng đồng thời của cấp phối và loại nhựa đến c,  của cấp phối AC13 ..................................................................................................... 88 3.6. Kết luận chƣơng 3............................................................................................................ 92 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG VỀ ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA BÊ TÔNG ASPHALT LÀM MẶT ĐƢỜNG ........... 94 4.1. Kế hoạch thí nghiệm ........................................................................................................ 94 4.2 – Thí nghiệm từ biến tĩnh (thí nghiệm creep tĩnh) xác định đặc tính biến dạng của bê tông asphalt. ............................................................................................................................ 95 4.2.1. Chuẩn bị thí nghiệm: ...................................................................................................... 95 4.2.2. Kết quả và phân tích kết quả thí nghiệm ........................................................................ 97 4.3 – Thí nghiệm biến dạng không hồi phục tải trọng lặp ................................................ 102 4.3.1. Chuẩn bị thí nghiệm ..................................................................................................... 103 4.3.2. Kết quả và phân tích kết quả thí nghiệm ...................................................................... 103 4.4 – Kết luận chƣơng 4........................................................................................................ 110 CHƢƠNG 5: TƢƠNG QUAN THỰC NGHIỆM GIỮA ĐẶC TÍNH KHÁNG CẮT VÀ ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC CỦA BÊ TÔNG ASPHALT MẶT ĐƢỜNG ................................................................................................................................. 112 5.1 – Lựa chọn phƣơng trình mô tả tƣơng quan đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt. ................................................................................... 112 5.2 – Xây dựng quan hệ giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông asphalt. ............................................................................................... 120 5.3 – Định hƣớng ứng dụng cƣờng độ kháng cắt và mối quan hệ giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục trong thiết kế kết cấu áo đƣờng mềm ở Việt Nam ........................................................................................................................................ 133 5.4 – Kết luận chƣơng 5........................................................................................................ 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 137 1. Những đóng góp của luận án về mặt khoa học................................................................... 137 2. Những đóng góp của luận án về mặt thực tiễn ................................................................... 137 3. Các nội dung và kết quả nghiên cứu chính mang tính mới ................................................ 138 4. Những tồn tại, hạn chế ........................................................................................................ 138 5. Hướng nghiên cứu tiếp ....................................................................................................... 139 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ......................................................... 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 142
iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. 1 - Tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiệm [10] ..........................................7 Bảng 1. 2 - Lực nén phá hoại mẫu của các hỗn hợp bê tông asphalt, kN [51] ................8 Bảng 1. 3 - Giá trị trung bình tg và c của mẫu BTA thử nghiệm [6] ............................ 8 Bảng 1. 4 - Lực dính đơn vị và góc nội ma sát của các cấp phối khác nhau [65] .........12 Bảng 1. 5 - Lực dính đơn vị và góc nội ma sát của hỗn hợp SMA13 có cấp phối thô (coarse) và cấp phối mịn (fine) trong nghiên cứu [65] .............................. 13 Bảng 1. 6 - Kết quả c,  của các loại hỗn hợp thí nghiệm, trường hợp cường độ kháng cắt có mối quan hệ tuyến tính (b =1 và =tan ) [33] ............................... 15 Bảng 1. 7 - Các kết quả thí nghiệm tham số kháng cắt c và  [45] ............................... 16 Bảng 1. 8 – Sự thay đổi lực dính đơn vị (trái) và góc nội ma sát (phải) phụ thuộc nhiệt độ của các loại hỗn hợp thí nghiệm [28] ....................................................16 Bảng 1. 9 - Mô đun đàn hồi của các hỗn hợp BTA ở các nhiệt độ và các mức áp lực hông [28] ....................................................................................................17 Bảng 1. 10 - Bảng tổng hợp các kết quả thí nghiệm lún vệt bánh xe trong nghiên cứu [7] ...............................................................................................................22 Bảng 1. 11 - Mô đun từ biến tối thiếu theo nghiên cứu [42] ........................................27 Bảng 1. 12 - Mô đun từ biến có thể chấp nhận theo nghiên cứu [37] ........................... 27 Bảng 1. 13 - Ảnh hưởng của các yếu tố thành phần đến đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đường ........................30 Bảng 2. 1 - Yêu cầu thông số thiết bị thí nghiệm nén ba trục cho bê tông asphalt .......47 Bảng 3. 1 - Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và bột khoáng CP1 (Đá mỏ Đồng Ao) .......61 Bảng 3. 2 - Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và bột khoáng CP2 (Đá mỏ Tân Đông Hiệp) ....................................................................................................................61 Bảng 3. 3 - Cấp phối cốt liệu của đá dăm các loại và bột khoáng.................................62 Bảng 3. 4 - Các chỉ tiêu cơ bản của 3 loại nhựa đường nghiên cứu .............................. 62 Bảng 3. 5 - Tỷ lệ phối trộn hỗn hợp cốt liệu hỗn hợp BTAC Dmax=12.5mm .............63 Bảng 3. 6 - Tỷ lệ phối trộn hỗn hợp cốt liệu hỗn hợp BTAC Dmax=19mm ................64 Bảng 3.7 - Yêu cầu kỹ thuật của BTAC theo Quyết định 858/QĐ-BGTVT [2] và 22TCN356-06 [1]. ......................................................................................65 Bảng 3.8 - Số lượng mẫu xác định hàm lượng nhựa tối ưu ..........................................66 Bảng 3.9 - Hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp .....................................................66 Bảng 3.10 - Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý mẫu Marshall của các hỗn hợp ......67
v Bảng 3. 11 - Các hỗn hợp và các điều kiện nghiên cứu chỉ tiêu c,  của bê tông asphalt ....................................................................................................................71 Bảng 3. 12 - Số lượng mẫu thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của màng bao mẫu..........74 Bảng 3. 13 - Số lượng mẫu thí nghiệm xác định đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt ....................................................................................................................77 Bảng 3. 14 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm chỉ tiêu c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các điều kiện nhiệt độ, tốc độ gia tải ................................................................ 78 Bảng 3. 15 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm chỉ tiêu c,  các cấp phối bê tông asphalt ở nhiệt độ 60oC và tốc độ gia tải 7,5 mm/phút ..............................................78 Bảng 3. 16 - Kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC13_CP1 nhựa 60/70 và PMB III ....79 Bảng 3. 17 - Kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC13_CP2 nhựa 60/70, 40/50, PMB III ....................................................................................................................79 Bảng 3.18 - Tổng hợp phân tích phương sai kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC13_CP1 sử dụng nhựa 60/70, PMB III và AC13_CP2 sử dụng nhựa 60/70, 40/50, PMB III ................................................................................80 Bảng 3. 19 - Phân tích Tukey kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC13_CP1 sử dụng nhựa 60/70, PMB III và AC13_CP2 sử dụng nhựa 60/70, 40/50, PMB III ....................................................................................................................81 Bảng 3. 20 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các nhiệt độ 30, 45 và 60oC............................................................................................. 83 Bảng 3. 21 - Tổng hợp phân tích phương sai kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các nhiệt độ 30, 45 và 60oC ..........................................84 Bảng 3. 22 - Phân tích Tukey kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các nhiệt độ 30, 45 và 60 oC .............................................................................84 Bảng 3. 23 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở tốc độ 0.75; 2.5 và 7.5mm/phút ......................................................................................86 Bảng 3.24 - Tổng hợp phân tích ANOVA kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các tốc độ 0.75; 2.5 và 7.5 mm/phút ............................. 87 Bảng 3.25 - Phân tích Tukey kết quả thí nghiệm c,  cấp phối AC19_CP1_N1 ở các tốc độ 0.75; 2.5 và 7.5 mm/phút .................................................................87 Bảng 3.26 - Bảng kết quả thí nghiệm c,  .....................................................................89 Bảng 4. 1 - Khối lượng mẫu thí nghiệm từ biến tĩnh ....................................................97 Bảng 4. 2 – Khối lượng mẫu thí nghiệm 3 trục tải trọng lặp ......................................105
vi Bảng 4. 3 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm 3 trục tải trọng lặp .....................................107 Bảng 5. 1 - Các mô hình và phương trình biến dạng không hồi phục được sử dụng bởi một số tác giả ............................................................................................113 Bảng 5. 2 - Tiêu chuẩn đánh giá mức độ phù hợp của mô hình hồi qui xây dựng được thông qua các chỉ tiêu thống kê [66] ........................................................120 Bảng 5. 3 – Các thông số đặc trưng đặc tính kháng cắt sử dụng xây dựng phương trình hồi quy ......................................................................................................121 Bảng 5. 4 - Tổng hợp kết quả thí nghiệm biến dạng không hồi phục của các hỗn hợp bê tông asphalt...............................................................................................122 Bảng 5. 5 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.10) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC13_CP1_N3 ở mức tải trọng thấp (/f = 0.175; 0.269; 0.362).............................................................................................123 Bảng 5. 6 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.10) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở mức tải trọng thấp (/f = 0.187; 0.308) ........................................................................................................124 Bảng 5. 7 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.11) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC13_CP1_N3 ở mức tải trọng thấp (/f = 0.175; 0.269; 0.362).............................................................................................126 Bảng 5.8 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.11) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở mức tải trọng thấp (/f = 0.187; 0.308) ........................................................................................................127 Bảng 5. 9 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.12) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC13_CP1_N3 (/f = 0.425) và hỗn hợp AC19_CP1_N1 (/f = 0.388; 0.469) .....................................................129 Bảng 5. 10 – Kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.13) với các số liệu thí nghiệm p của hỗn hợp AC13_CP1_N3 (/f = 0.425) và hỗn hợp AC19_CP1_N1 (/f = 0.388; 0.469) .....................................................131
vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 - Giới hạn Smith và thiết kế hỗn hợp theo mô hình c – ϕ [29] ......................11 Hình 1.2 - Phân chia lưới PTHH kết cấu mặt đường [29].............................................11 Hình 1.3 - Ví dụ kết quả tính toán độ võng lớn nhất trên bề mặt đường [29] ...............12 Hình 1.4 - Ảnh hưởng của hàm lượng nhựa đến c và  [65].........................................13 Hình 1.5 - Ảnh hưởng của độ nhớt nhựa đường đến c,  [65] ......................................14 Hình 1.6 - Ảnh hưởng của nhiệt độ thí nghiệm đến c,  [65] .......................................14 Hình 1.7 - Thay đổi của c và  theo nhiệt độ của AC-13M và SMA-13U ở các tốc độ gia tải khác nhau [30] .................................................................................17 Hình 1.8 - Thay đổi của c và  theo nhiệt độ của hỗn hợp AC-20U và AC-20M ở các tốc độ gia tải khác nhau [30] ......................................................................18 Hình 1.9 - Khả năng sử dụng cường độ kháng cắt để lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu [59]..............................................................................................................19 Hình 1.10 - Ảnh hưởng của tốc độ gia tải (trái) và ảnh hưởng nhiệt độ (phải) đến các tham số đặc trưng cường độ kháng cắt của các hỗn hợp asphalt [59] ........19 Hình 1.11 - Khả năng sử dụng tham số cường độ kháng cắt để lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu [39] .......................................................................................... 19 Hình 1.12 - Ảnh hưởng của nhiệt độ đến c,  [40] ........................................................20 Hình 1.13 - Các giai đoạn biến dạng của đường cong từ biến (khi thí nghiệm SCT)/đường biến dạng không hồi phục (khi thí nghiệm RLPD) ...............21 Hình 1.14 - Cơ chế lún vệt bánh xe ...............................................................................29 Hình 1.15 - Quan hệ giữa lực dính (trái); góc nội ma sát (phải) và chiều sâu lún vệt bánh [65] .....................................................................................................31 Hình 1.16 - Biến dạng không hồi phục của các hỗn hợp bê tông asphalt [39] .............32 Hình 1.17 - Quan hệ giữa tỉ lệ giữa /f và hàm lượng nhựa [39] ................................ 32 Hình 1.18 - Quan hệ giữa tỉ lệ /f và biến dạng không hồi phục [39] .........................32 Hình 1.19 - Kiểm chuẩn phương trình đã xây dựng với các tổ hợp mẫu nghiên cứu ...34 Hình 2.1 - Thí nghiệm cắt Leutner ................................................................................37 Hình 2.2 - Mô hình cắt phẳng của Romanoschi ............................................................ 38 Hình 2.3 - Mô hình thí nghiệm cắt trực tiếp của NCAT [60]........................................38 Hình 2.4 - Vòng tròn Mohr mô tả kết quả thí nghiệm nén dọc trục và ép chẻ..............39 Hình 2.5 - Mô hình thí nghiệm xuyên dọc trục ............................................................. 40 Hình 2.6 – Sơ đồ thiết bị nén ba trục .............................................................................40
viii Hình 2.7 - Mô hình thí nghiệm mô men xoắn xác định cường độ dính bám giữa hai lớp ....................................................................................................................41 Hình 2.8 - Sơ đồ phương pháp thí nghiệm cắt xoay......................................................42 Hình 2.9 - Thiết bị thí nghiệm cắt xoay.........................................................................42 Hình 2.10 - Mô hình nén theo đường sinh tương tự nén Marshall ................................ 43 Hình 2.11 - Mô hình thí nghiệm cường độ kháng cắt – phương pháp B ......................43 Hình 2.12 - Thiết bị nén ba trục của đất ........................................................................46 Hình 2.13 - Thiết bị thí nghiệm nén ba trục cho bê tông asphalt ..................................48 Hình 2.14 - Hiệu chuẩn Load cell .................................................................................48 Hình 2.15 - Hiệu chuẩn chuyển vị điện CDP-25 ........................................................... 49 Hình 2.16 - Thí nghiệm tải trọng lặp – mô hình nén một trục hạn chế nở hông ...........51 Hình 2.17 - Áp lực thẳng đứng và biến dạng – phương pháp A1 .................................51 Hình 2.18 - Tải trọng tác dụng theo phương pháp A2 ..................................................51 Hình 2.19 - Mô hình và dạng tải trọng theo phương pháp B tiêu chuẩn BS EN 12697- 25 ................................................................................................................52 Hình 2.20- Thiết bị thí nghiệm Hamburg Wheel-Tracking...........................................53 Hình 2.21 - Thiết bị APT (Accelerated Pavement Testers) sử dụng trong thí nghiệm biến dạng vĩnh cửu .....................................................................................53 Hình 2.22 - Sơ đồ thiết bị thí nghiệm xác định đặc tính biến dạng của bê tông asphalt ....................................................................................................................55 Hình 2.23 - Thiết bị thí nghiệm xác định đặc tính biến dạng không hồi phục BTA .....55 Hình 2.24 - Tải trọng lặp tác dụng lên mẫu ...................................................................57 Hình 2.25 - Kết quả thí nghiệm nén ba trục tải trọng lặp ..............................................57 Hình 3.1 - Đường cong cấp phối hỗn hợp cốt liệu BTAC Dmax=12.5mm ..................64 Hình 3.2 - Đường cong cấp phối hỗn hợp cốt liệu BTAC Dmax=19mm .....................64 Hình 3.3 - Đồ thị các vòng tròn Mohr xác định cường độ kháng cắt của bê tông asphalt .........................................................................................................70 Hình 3.4 - Biểu đồ kết quả ứng suất chính 1 với khoảng tin cậy 95% các mẫu BTA ở các khoảng độ rỗng dư, áp lực hông khác nhau và điều kiện có và không có màng bao mẫu. .......................................................................................74 Hình 3.5 - Biểu đồ kết quả biến dạng dọc trục  với khoảng tin cậy 95% các BTA ở các khoảng độ rỗng dư, áp lực hông khác nhau và điều kiện có và không có màng bao mẫu. .......................................................................................75
ix Hình 3.6 - Trung bình hiệu kết quả 1 (khoảng tin cậy 95%) giữa các nhóm có sử dụng và không sử dụng màng bao mẫu ............................................................... 75 Hình 3.7 - Trung bình hiệu kết quả  (khoảng tin cậy 95%) giữa các nhóm có sử dụng và không sử dụng màng bao mẫu ............................................................... 76 Hình 3.8 – Kết quả thí nghiệm c (a),  (b) (khoảng tin cậy 95%) của hỗn hợp AC13_CP1 sử dụng nhựa 60/70, PMB III .................................................79 Hình 3.9 – Kết quả thí nghiệm c (a),  (b) (khoảng tin cậy 95%) của hỗn hợp AC13_CP2 sử dụng nhựa 60/70, 40/50, PMB III ......................................80 Hình 3.10 - Trung bình hiệu kết quả của c (a),  (b) (95% CI) của hỗn hợp AC13_CP1 sử dụng nhựa 60/70, PMB III .....................................................................81 Hình 3.11 - Trung bình hiệu kết quả của c (a),  (b) (95% CI) của hỗn hợp AC13_CP2 sử dụng nhựa 60/70, 40/50, PMB III .......................................................... 82 Hình 3.12 – Kết quả thí nghiệm c (a),  (b) (khoảng tin cậy 95%) của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở nhiệt độ 30, 45, 60 oC ....................................................83 Hình 3.13 - Trung bình hiệu kết quả của c (a),  (b) (95% CI) của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở các nhiệt độ 30, 45 và 60oC...........................................85 Hình 3.14 – Kết quả thí nghiệm c (a),  (b) (khoảng tin cậy 95%) của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở tốc độ gia tải 0.75; 2.5 và 7.5mm/phút .........................86 Hình 3.15 - Trung bình hiệu kết quả của c (a),  (b) (95% CI) của hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở các tốc độ tải 0.75; 2.5 và 7.5 mm/phút ........................88 Hình 3.16 - Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hưởng ......................................................90 Hình 3.17 - Ảnh hưởng các yếu tố Cấp phối, Loại nhựa đến .....................................90 Hình 3.18 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến  ......................................................91 Hình 3.19 - Biểu đồ tổng hợp kết quả  của các hỗn hợp AC13_CP1 và AC13_CP2 .91 Hình 3.20 - Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hưởng c ......................................................91 Hình 3.21 - Ảnh hưởng các yếu tố Cấp phối, Loại nhựa đến c .....................................92 Hình 3.22 - Biểu đồ tổng hợp c của các hỗn hợp AC13_CP1 và AC13_CP2 ..............92 Hình 4. 1 - Sơ đồ bố trí dụng cụ đo biến dạng mẫu ......................................................95 Hình 4. 2 - Quan hệ biến dạng - thời gian của BTA trong thí nghiệm creep tĩnh .........96 Hình 4. 3 - Kết quả thí nghiệm creep tĩnh hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở nhiệt độ 30oC ..97 Hình 4. 4 - Kết quả thí nghiệm creep tĩnh hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở nhiệt độ 45oC ..97 Hình 4. 5 - Kết quả thí nghiệm creep tĩnh hỗn hợp AC19_CP1_N1 ở nhiệt độ 60oC ..98 Hình 4. 6 - Ảnh hưởng các yếu tố Nhiệt độ, Áp lực đến max .......................................98
x Hình 4. 7 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến max ...................................................99 Hình 4. 8 - Biểu đồ tổng hợp biến dạng tổng max .........................................................99 Hình 4. 9 - Ảnh hưởng các yếu tố Nhiệt độ, Áp lực đến R ........................................100 Hình 4. 10 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến R..................................................100 Hình 4. 11 - Biểu đồ tổng hợp R ................................................................................101 Hình 4. 12 - Ảnh hưởng các yếu tố Nhiệt độ, Áp lực đến Estiff ...................................101 Hình 4. 13 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố Nhiệt độ, Áp lực đến mô đun độ cứng Estiff............................................................................................................102 Hình 4. 14 - Biểu đồ tổng hợp Estiff .............................................................................102 Hình 4. 15 - Miêu tả Mohr–Coulomb về cường độ kháng cắt và trạng thái ứng suất [20] [31] [48] [53].....................................................................................104 Hình 4. 16 - Biểu diễn trạng thái ứng suất bằng lý thuyết phá hoại Mohr – Coulomb [39]............................................................................................................104 Hình 4.17 - Kết quả thí nghiệm RLPD hỗn hợp AC19_CP1_N1 ...............................106 Hình 4.18 - Kết quả thí nghiệm RLPD hỗn hợp AC13_CP1_N3 ...............................106 Hình 4. 19 – Tương quan p và /f ở các chu kỳ tải của các hỗn hợp bê tông asphalt ..................................................................................................................108 Hình 4. 20 - Ảnh hưởng các yếu tố /f, N đến p của hỗn hợp AC19-CP1-N1 .........109 Hình 4. 21 - Ảnh hưởng các yếu tố /f, N đến p của hỗn hợp AC13-CP1-N3 .........109 Hình 4. 22 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến p của hỗn hợp AC19-CP1-N1.....109 Hình 4. 23 - Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến p của hỗn hợp AC13-CP1-N3.....109 Hình 4. 24 - Tổng hợp biến dạng không hồi phục p của hỗn hợp AC19-CP1-N1 .....110 Hình 4. 25 - Tổng hợp biến dạng không hồi phục p của hỗn hợp AC13-CP1-N3 .....110 Hình 5. 1- Mô phỏng tương quan p - N mẫu AC13_CP1_N3 mức tải /f =0.269 theo phương trình (5.1) .....................................................................................117 Hình 5. 2 - Mô phỏng tương quan p-N mẫu AC13_CP1_N3 mức tải /f =0.175 theo phương trình (5.3) .....................................................................................117 Hình 5. 3 - Mô phỏng tương quan p - N mẫu AC13_CP1_N3 mức tải /f =0.425 dạng phương trình (5.2) ....................................................................................118 Hình 5.4 - Mô phỏng tương quan p – N mẫu AC13_CP1_N3, mức tải /f =0.425 dạng phương trình (5.3) ................................................................118 Hình 5. 5 – Kết quả kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.10) tương quan p-N mức tải trọng thấp ............................................................................125
xi Hình 5. 6 – Kết quả kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.11) tương quan p-N mức tải trọng thấp ............................................................................128 Hình 5. 7 – Kết quả kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.12) tương quan p-N mức tải trọng cao ..............................................................................130 Hình 5.8 –Kết quả kiểm chứng mô hình hồi qui theo phương trình (5.13) tương quan p-N mức tải trọng cao ..............................................................................132
xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AASHTO Hiệp hội xây dựng mặt đường và vận tải Mỹ ADC Chuyển đổi tương tự - số ANOVA Phân tích đánh giá phương sai APT Thí nghiệm tăng tốc phá hoại mặt đường ASTM Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Mỹ BTA Bê tông asphalt BTAC Bê tông asphalt chặt BTAP Bê tông asphalt polime c Lực dính đơn vị CP Cấp phối EN Tiêu chuẩn châu Âu FN Chu kỳ chảy FT Thời gian chảy JTG Tiêu chuẩn Trung Quốc LVDT Cảm biến vi sai tuyến tính NCS Nghiên cứu sinh PTHH Phần tử hữu hạn RLPD Thí nghiệm biến dạng không hồi phục tải trọng lặp SCT Thí nghiệm từ biến tĩnh SHRP Chương trình nghiên cứu chiến lược đường bộ SMA Hỗn hợp đá - vữa nhựa SSR Tỷ số ứng suất cắt so với cường độ kháng cắt TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VA Độ rỗng dư  Góc nội ma sát
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Bê tông asphalt là loại vật liệu được lựa chọn nhiều trong xây dựng mặt đường ôtô cấp cao ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Tuy nhiên, với việc gia tăng mạnh mẽ của lưu lượng xe chạy, tải trọng trục và nhiệt độ khai thác, mặt đường bê tông asphalt thông thường đã xuất hiện các hư hỏng gây ảnh hưởng đến chất lượng khai thác và tuổi thọ của kết cấu đường. Các hư hỏng phổ biến là lún vệt bánh xe, nứt do mỏi và nứt ở nhiệt độ thấp. Trên thế giới, nhiều quốc gia phát triển cũng đã từng phải đối mặt với hiện tượng hư hỏng dạng lún vệt bánh xe. Các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới liên quan đến lún vệt bánh xe được triển khai theo hai hướng: thứ nhất, nghiên cứu về các phương pháp cải thiện hỗn hợp, bao gồm cải thiện thành phần hỗn hợp và cải thiện vật liệu; thứ hai là cải thiện kết cấu với việc cải thiện khả năng chống lại sự hình thành vệt lún chung cho các lớp hỗn hợp asphalt và xây dựng phương pháp tính toán thiết kế kết cấu áo đường xét đến trạng thái giới hạn hư hỏng lún vệt bánh. Phân loại nhựa đường theo tiêu chuẩn PG, thiết kế thành phần hỗn hợp theo Superpave, các loại nhựa đường cải tiến có tính năng tốt, các loại hỗn hợp bê tông asphalt cải tiến là các kết quả của hướng nghiên cứu thứ nhất. Thiết kế kết cấu áo đường theo cơ học – thực nghiệm, phương pháp M-E, với các phương trình kiểm soát lún là kết quả của hướng nghiên cứu thứ hai. Ngoài ra, nhiều chỉ tiêu kiểm soát chất lượng và phương pháp thí nghiệm cũng được song hành nghiên cứu xây dựng để kiểm soát loại hình hư hỏng lún vệt bánh xe. Ở Việt Nam, trong thời gian gần đây lún vệt bánh xe là loại hình hư hỏng phổ biến và ngày một nghiêm trọng của mặt đường bê tông asphalt và là chủ đề nóng được các nhà khoa học trong ngành giao thông đưa ra bàn luận, phân tích và tìm giải pháp để giải quyết. Đã có một số hội nghị chuyên ngành được tổ chức để thảo luận riêng về vấn đề lún vệt bánh xe trên mặt đường bê tông asphalt. Trong các hội nghị này, các nhà quản lý đã thông báo một số số liệu ban đầu về tình hình hư hỏng dạng lún vệt bánh trên mạng lưới đường, các thông tin cơ bản liên quan đến nguyên nhân hư hỏng lún vệt bánh, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến lún vệt bánh và các nghiên cứu về vấn đề này. Hướng nghiên cứu đã và vẫn đang được các nhà chuyên môn lựa chọn là: 1/ Nghiên cứu để nâng cao khả năng chống biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt bằng cách cải thiện vật liệu nhựa đường, thay đổi thành phần cấp phối và lựa chọn cốt liệu có chất lượng tốt. Đã có một số kết quả nghiên cứu để tăng khả năng kháng lún vệt bánh của bê tông asphalt mặt đường, tập trung vào hướng nghiên cứu này: Tiêu chuẩn phân loại nhựa đường PG đã được nghiên cứu và đang trong quá trình xét duyệt để ban hành; Các
2 loại nhựa đường cải thiện đã có tiêu chuẩn ngành và đang được sử dụng; Nhiều loại hỗn hợp cải thiện đã có hướng dẫn tạm thời; Các tiêu chuẩn thí nghiệm tương ứng cũng lần lượt đã và đang tiếp tục xây dựng; Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông asphalt (TCVN8819-2011) đề cập đến yêu cầu kiểm tra khả năng kháng lún vệt bánh của hỗn hợp và được hỗ trợ bằng hướng dẫn theo Quyết định 858/QĐ-BGTVT của Bộ Giao thông Vận tải. 2/ Nghiên cứu về bản chất của hiện tượng hư hỏng lún vệt bánh xe và thiết kế kết cấu mặt đường có kiểm soát lún hiện nay còn chưa được đề cập đến trong điều kiện của Việt Nam. Về bản chất, hỗn hợp bê tông asphalt thông thường khi được thiết kế thành phần hợp lý, hiện tượng lún vệt bánh xe hình thành chủ yếu do nhiệt độ cao làm giảm cường độ chống cắt của bê tông asphalt và/hoặc do tải trọng xe lớn gây ứng suất cắt vượt quá giới hạn làm xuất hiện biến dạng dẻo trong lớp bê tông asphalt, tức là bê tông asphalt bị hư hỏng dạng cắt trượt. Giữa cường độ kháng cắt và đặc tính chống biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt tồn tại mối quan hệ nhất định. Bê tông asphalt có cường độ chống cắt cao sẽ có khả năng kháng lún vệt bánh xe tốt. Mối quan hệ này nếu xây dựng được sẽ là cơ sở ban đầu cho việc xây dựng phương trình dự báo lún và kiểm soát lún từ giai đoạn thiết kế. Nghiên cứu theo hướng này hiện nay là hoàn toàn mới ở Việt Nam. Đề tài "Nghiên cứu quan hệ giữa cƣờng độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông asphalt mặt đƣờng" được thực hiện sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Các mục tiêu của nghiên cứu Đích cuối cùng của nghiên cứu là xây dựng mối quan hệ giữa cường độ chống cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hỗn hợp bê tông asphalt mặt đường. Để đạt được mục đích này, các mục tiêu nghiên cứu cơ bản được đặt ra như sau: - Hiểu rõ bản chất và cơ chế lún vệt bánh trong mối liên hệ với biến dạng cắt của vật liệu bê tông asphalt với điều kiện khai thác bất lợi ở nhiệt độ cao và/hoặc tải trọng trục lớn; - Hệ thống hóa các phương pháp thí nghiệm xác định các tham số đặc trưng đặc tính kháng cắt, đặc tính biến dạng, biến dạng không phục hồi của bê tông asphalt và luận chứng lựa chọn mô hình, phương pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu này; Đề xuất và thực hiện các cải tiến, chế tạo thiết bị thí nghiệm để phục vụ nghiên cứu; Xây dựng kế hoạch và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để: khảo sát giá trị cường độ kháng cắt, đặc tính biến dạng không hồi phục của một số loại bê tông asphalt phổ biến sử dụng ở Việt Nam; Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố cơ bản: nhiệt độ, loại nhựa và loại cốt liệu, tốc độ gia tải đến chỉ tiêu cường độ kháng cắt của bê tông asphalt.
3 - Phân tích, tổng hợp và xây dựng tương quan giữa các tham số đặc trưng đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của hai loại bê tông asphalt phổ biến sử dụng ở Việt Nam ở một điều kiện nhiệt độ. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng chính trong nghiên cứu của luận án gồm: Đặc tính kháng cắt của bê tông asphalt thông qua các chỉ tiêu cơ bản là cường độ kháng cắt, lực dính đơn vị (c), góc nội ma sát (ϕ); Đặc tính biến dạng và biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt thông qua các chỉ tiêu cơ bản: biến dạng từ biến, biến dạng không hồi phục tích lũy, tốc độ biến dạng… Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong việc đánh giá các chỉ tiêu cơ bản liên quan đến đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng chứ không khảo sát các loại hỗn hợp hay các vật liệu đầu vào. Chính vì vậy, nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành với chọn lọc trong số các loại bê tông asphalt phổ biến nhất đang sử dụng ở Việt Nam. Các nội dung nghiên cứu chủ yếu gồm:  Nghiên cứu đặc tính kháng cắt xác định bằng thí nghiệm ba trục của BTAC19 nhựa 60/70, BTAC12.5 nhựa 60/70 với 2 nguồn cốt liệu, BTAC12.5 nhựa PMB III với 2 nguồn cốt liệu, BTAC12.5 nhựa 40/50.  Nghiên cứu đặc tính biến dạng từ biến sử dụng mô hình thí nghiệm từ biến tĩnh và đánh giá ảnh hưởng của tải trọng và nhiệt độ đến đặc tính biến dạng từ biến. Hỗn hợp được lựa chọn cho mục đích nghiên cứu này là BTAC 19, nhựa đường 60/70.  Nghiên cứu đặc tính biến dạng không hồi phục bằng thí nghiệm 3 trục tải trọng lặp với các cấp tải trọng ở nhiệt độ 60oC. Hỗn hợp được lựa chọn cho mục đích nghiên cứu này là BTAC19 sử dụng nhựa 60/70 và BTAC12.5 sử dụng nhựa PMBIII.  Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện thí nghiệm đến đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt. Ở nội dung này, luận án giới hạn phạm vi nghiên cứu ở yếu tố tải trọng và nhiệt độ, là hai yếu tố cơ bản nhất ảnh hưởng đến cả đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt mặt đường trong điều kiện khai thác của Việt Nam hiện nay.  Phân tích, xây dựng tương quan thực nghiệm giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt ở một nhiệt độ 60oC. Nhiệt độ 60oC là nhiệt độ khai thác trong điều kiện bất lợi vào mùa nóng của mặt đường bê tông asphalt ở Việt Nam đồng thời là nhiệt độ được khuyến cáo sử dụng trong tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường mềm và trong thí nghiệm kiểm soát lún theo tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông asphalt hiện hành ở Việt Nam. Hai loại bê tông asphalt được sử dụng cho nội dung nghiên cứu là: BTAC19 sử dụng nhựa 60/70 (thường sử dụng cho lớp dưới) và BTAC12.5 sử dụng nhựa PMB III (thường sử dụng cho lớp trên trong kết cấu mặt đường mềm ở Việt Nam).
4 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu của luận án là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm, trong đó: * Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan bản chất của cơ chế biến dạng không hồi phục trong mối liên quan với biến dạng cắt của bê tông asphalt, xu thế nghiên cứu về mối quan hệ giữa cường độ kháng cắt và biến dạng không hồi phục. - Nghiên cứu các phương pháp, mô hình thí nghiệm xác định c, , xác định đặc tính biến dạng và biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt, luận chứng lựa chọn mô hình và phương pháp thí nghiệm phục vụ cho nghiên cứu thực nghiệm. * Nghiên cứu thực nghiệm: - Nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện các thiết bị thí nghiệm để xác định c,  theo mô hình nén ba trục, thí nghiệm đặc tính biến dạng không hồi phục theo mô hình nén dọc trục tải trọng lặp có áp lực hông (ba trục tải trọng lặp) cho mẫu bê tông asphalt từ các thiết bị thí nghiệm hiện có trong Phòng thí nghiệm Công trình của Trường Đại học Giao thông Vận tải. - Nghiên cứu thực nghiệm xác định c,  và đặc tính biến dạng không hồi phục trong phòng thí nghiệm của một số loại bê tông asphalt đã lựa chọn. - Xây dựng mối quan hệ giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt, đánh giá mức độ chính xác của mô hình dự báo theo tiêu chuẩn thống kê. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Thực hiện được thí nghiệm xác định các tham số đặc trưng cho đặc tính kháng cắt (c, ) của một số hỗn hợp bê tông asphalt phổ biến ở Việt Nam theo mô hình thí nghiệm nén ba trục, đưa ra được khoảng giá trị c,  của các hỗn hợp này, đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ, tốc độ gia tải, loại chất kết dính và nguồn cốt liệu đến các chỉ tiêu này. - Thực hiện thí nghiệm nén tải trọng lặp có áp lực hông trong điều kiện nghiên cứu ở Việt Nam để xác định đặc tính biến dạng không hồi phục của 02 trong số các loại bê tông asphalt phố biến sử dụng ở Việt Nam ở nhiệt độ khai thác cao. - Phân tích cơ chế lún vệt bánh xe trong mối liên hệ với biến dạng cắt của bê tông asphalt, minh chứng mối liên hệ này bằng tương quan thực nghiệm giữa đặc tính kháng cắt và đặc tính biến dạng không hồi phục của 02 trong số các loại bê tông asphalt phổ biến sử dụng ở Việt Nam ở điều kiện nhiệt độ khai thác cao.