Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số thông số đặc trưng đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM đường ô tô bằng phương pháp không phá hủy ở Việt Nam

1<br /> MỞ ĐẦU<br /> *Đặt vấn đề nghiên cứu<br /> Mặt đường BTXM - mặt đường cứng cùng với mặt đường mềm là hai loại hình mặt đường chính được<br /> sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao<br /> thông của các khu vực, lãnh thổ và xuyên quốc gia. Tại Việt Nam, việc kiểm soát chất lượng thi công chưa tốt,<br /> chưa đánh giá đúng sức chịu tải của mặt đường sau khi thi công, trong khi lượng xe tải, xe nặng và các xe vượt<br /> tải ngày càng tăng kết hợp với các yếu tố môi trường ngày càng khắc nghiệt làm mặt đường nhanh chóng bị<br /> xuống cấp. Hiện nay, các thí nghiệm biến dạng không phá hủy (Nondestructive deflection test - NDT) đang được<br /> sử dụng rộng rãi để đánh giá kết cấu áo đường. Đặc điểm của thí nghiệm này là khắc phục những nhược điểm<br /> của các thí nghiệm phá hoại kết cấu như việc lấy mẫu, khoan, cắt, đào,… làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc<br /> của mặt đường; cần nhiều thời gian thực hiện , không thể thực hiện thường xuyên…Chính vì vậy đề tài :<br /> “Nghiên cứu một số thông số đặc trưng đánh giá chất lượng khai thác mặt đường BTXM đường ô tô bằng<br /> phương pháp không phá hủy ở Việt Nam” được hình thành, bước đầu góp phần hoàn thiện quy trình đánh giá chất<br /> lượng mặt đường BTXM là hoàn toàn có cơ sở khoa học, đáp ứng được đòi hỏi của thực tiễn.<br /> *Mục tiêu của đề tài<br /> Nghiên cứu được tiến hành với mục đích đưa ra các kết quả nhằm ứng dụng có hiệu quả phương pháp<br /> đánh giá chất lượng mặt đường BTXM tại Việt Nam với các vấn đề:<br /> - Tổng quan về các tham số đặc trưng cho mặt đường BTXM, phương pháp xác định.<br /> - Thiết kế chế tạo bộ thiết bị đo đạc bổ sung phục vụ nghiên cứu thực nghiệm<br /> - Xây dựng tương quan giữa cường độ chịu kéo khi uốn và mô đun đàn hồi của BTXM phục vụ cho việc<br /> kiểm toán trạng thái giới hạn.<br /> - Xây dựng tương quan giữa mô đun đàn hồi động và mô đun đàn hồi tĩnh nền đường.<br /> - Thông qua các thí nghiệm đo đạc mô hình trong phòng thí nghiệm, trên đoạn đường thi công phục vụ thử<br /> nghiệm, trên đoạn đường đang khai thác sẽ phân tích đánh giá số liệu, cách xử lý số liệu, từ đó đề xuất phương<br /> pháp đánh giá sức chịu tải của mặt đường BTXM phù hợp với điều kiện Việt Nam.<br /> * Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu<br /> - Mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông.<br /> - Thiết bị đo đạc đánh giá mặt đường BTXM hiện có hoặc có khả năng chế tạo tại Việt Nam.<br /> - Các phương pháp đánh giá phù hợp với điều kiện Việt Nam.<br /> *Phƣơng pháp nghiên cứu<br /> Phương pháp nghiên cứu: kết hợp lý thuyết với thực nghiệm trên mô hình và thực nghiệm kiểm chứng ngoài<br /> hiện trường nhằm hoàn thiện phương pháp đánh giá chất lượng mặt đường BTXM.<br /> * Nội dung nghiên cứu bao gồm:<br /> -Nghiên cứu mô hình tính toán kết cấu mặt đường BTXM, xác định tham số chính cần đo đạc.<br /> - Nghiên cứu đặc tính của tấm BTXM mặt đường từ đó thiết kế, chế tạo thiết bị đo đạc phù hợp.<br /> - Thực nghiệm đo đạc trên mô hình trong phòng thí nghiệm, trên đoạn đường thi công phục vụ thử nghiệm, trên<br /> đoạn đường đang khai thác.<br /> - Tổng hợp và phân tích các kết quả thí nghiệm, thử nghiệm nhằm đưa ra các chỉ dẫn định hướng về phương<br /> pháp đánh giá chất lượng mặt đường BTXM.<br /> *Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu xác định các tham số chính quan trọng, từ đó lựa chọn thiết bị đo phù hợp để<br /> tiến hành thử nghiệm. Phân tích kết quả đo được để đánh giá phân loại được đối tượng đo, giúp cho việc khai thác sử<br /> dụng phù hợp và hiệu quả.<br /> - Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu chế tạo thiết bị phù hợp với điều kiện Việt Nam, xây dựng phương pháp đánh<br /> giá sức chịu tải mặt đường trước và trong khi khai thác.<br /> * Kết cấu luận án: Gồm phần mở đầu, tiếp theo là bốn chương, phần kết luận, kiến nghị và định hướng nghiên cứu tiếp<br /> theo, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục.<br /> <br /> 2<br /> CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG SỐ ĐẶC TRƢNG ĐÁNH GIÁ<br /> CHẤT LƢỢNG KHAI THÁC MẶT ĐƢỜNG BTXM<br /> 1.1. Các thông số đặc trƣng cho khả năng khai thác của kết cấu mặt đƣờng bê tông xi măng.<br /> Hiện nay, trên Thế giới có rất nhiều phương pháp đánh giá mặt đường bê tông xi măng khác nhau làm cơ<br /> sở cho việc duy tu, bảo dưỡng và thiết kế nâng cấp. Mỗi phương pháp dựa trên các thông số khác nhau. Có thể<br /> phân thành hai nhóm chính:<br /> 1.1.1. Nhóm 1: Đánh giá theo kinh nghiệm<br /> Việc đánh giá khả năng khai thác của kết cấu dựa vào số liệu thị sát và thí nghiệm vật liệu hoặc dựa vào sự<br /> hư hại của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng. Bằng các kinh nghiệm đúc kết được trong suốt quá trình xây<br /> dựng, khai thác và sửa chữa, nâng cấp mà đề ra các giải pháp thiết kế tăng cường hoặc duy tu và sửa chữa. Ví dụ<br /> như:<br /> Căn cứ vào các số liệu đánh giá tình trạng hư hỏng bề mặt,tình trạng thoát nước, số liệu thí nghiệm trên<br /> mẫu khoan và thí nghiệm vật liệu, từ đó đề ra các biện pháp sửa chữa hoặc tăng cường.<br /> Căn cứ vào các số liệu thống kê số lượng tải trọng mà kết cấu đã phục vụ cùng với sự thay đổi các đặc trưng<br /> cơ lý của vật liệu để đánh giá mức độ hư hỏng của kết cấu.<br /> Dựa vào mức độ hư hỏng hiện tại của kết cấu, khả năng phục vụ còn lại của kết cấu sẽ được ước tính và so<br /> sánh lượng xe tương lai có đáp ứng được hay không hoặc phân loại lại cấp hạng của đường, làm cơ sở để chọn<br /> các thông số tính toán cho mặt đường hiện hữu khi tăng cường, sửa chữa.<br /> 1.1.2. Nhóm 2: Các thông số dựa trên cơ sở bài toán cơ học<br /> Hiện nay, trên thế giới tồn tại rất nhiều phương pháp tính toán kết cấu mặt đường bê tông xi măng và<br /> mỗi nước dùng một phương pháp thích hợp cho điều kiện của nước mình.<br /> Có thể thấy rằng, các phương pháp tính toán mặt đường bê tông xi măng chủ yếu dựa trên hai bài toán<br /> cơ học cơ bản đó là: các phương pháp dựa trên bài toán “tấm trên nền đàn hồi” và bài toán “hệ đàn hồi nhiều<br /> lớp”.<br /> Với các phương pháp thiết kế mặt đường bê tông xi măng dựa trên lý thuyết của bài toán “tấm trên nền<br /> đàn hồi” của môn cơ học kết cấu với giả thiết xem tấm bê tông xi măng là vật liệu đàn hồi đẳng hướng và tuân<br /> theo giả thuyết tiết diện phẳng và có kích thước vô hạn đặt trên nền đàn hồi với các giả thiết khác nhau về “mô<br /> hình nền”.<br /> Theo mô hình nền bán không gian đàn hồi, tính chất đàn hồi của nền đã được Gorbunov Poxadov giải với<br /> các thông số đặc trưng cho sức chịu tải của mặt đường bê tông xi măng là mô đun đàn hồi của tấm bê tông xi<br /> măng Ebt, mô đun đàn hồi của nền đất E0.<br /> Theo mô hình hệ số nền của Winkler, lời giải của Westergaard đối với tải trọng đặt ở giữa, cạnh và góc tấm<br /> với các thông số đặc trưng cho sức chịu tải của mặt đường bê tông xi măng là mô đun đàn hồi của tấm bê tông xi<br /> măng Ebt,mô đun phản lực nền k.<br /> Một nhân tố có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng khai thác cũng như sự bền vững của kết cấu đó là khả<br /> năng truyền tải của khe nối. Do vậy, việc đánh giá khả năng truyền tải của khe nối luôn được coi là một phần của<br /> quá trình đánh giá sức chịu tải chung của mặt đường bê tông xi măng.<br /> Từ các phân tích ở trên, đặc trưng cho sức chịu tải của mặt đường bê tông xi măng bao gồm các thông số<br /> chính như sau : Mô đun đàn hồi của tấm bê tông xi măng Ebt, mô đun đàn hồi của nền đất E0 hoặc mô đun phản<br /> lực nền k với mô hình hệ số nền của Winkler, khả năng truyền tải của khe nối.<br /> 1.2. Phân tích tổng quan kết quả nghiên cứu<br /> 1.2.1. Một số nghiên cứu của tác giả nước ngoài<br /> Hiện nay, các thí nghiệm không phá hủy (NDT) đang được sử dụng rộng rãi để đánh giá kết cấu áo<br /> đường. Đặc điểm của thí nghiệm này là khắc phục những nhược điểm của các thí nghiệm phá hoại kết cấu như<br /> việc lấy mẫu, khoan, cắt, đào,… làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của mặt đường; thời gian thực hiện lâu,<br /> không thể thực hiện thường xuyên… Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu đề cập đến vấn đề này và đã thu được<br /> những kết quả quan trọng.<br /> -Nghiên cứu của Priyanka S. và các cộng sự [50]<br /> Nghiên cứu này được thực hiện tại Illinois _ Hoa Kỳ. Theo đó, tại Illinois, mô hình cơ học kinh nghiệm<br /> ME (Mechanistic-Empirical) được sử dụng để thiết kế chiều dày kết cấu áo đường tăng cường trên mặt đường<br /> <br /> 3<br /> cũ, đặc biệt là trong một số trường hợp không sử dụng vật liệu truyền thống (ví dụ vật liệu tái chế). Khi đó, rất<br /> cần phải đánh giá các đặc trưng cơ lý của mặt đường cũ cũng như mặt đường sau khi tăng cường, đồng thời dự<br /> báo tuổi thọ của mặt đường trong tương lai. Các thí nghiệm NDT bằng thiết bị FWD theo hướng dẫn của<br /> AASHTO 1993 đã được áp dụng để thí nghiệm cho 20 đoạn đường với các loại kết cấu và lưu lượng giao thông<br /> khác nhau.<br /> Kết quả thí nghiệm kết hợp với việc áp dụng mô hình ME trong thiết kế lớp mặt đường tăng cường cho<br /> thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt. Trên 20 đoạn đường thí nghiệm, nếu dùng phương pháp thí nghiệm, đánh giá và<br /> thiết kế truyền thống của Bang Illinois, tất cả đều phải tăng cường ngay bằng lớp mặt trên với chiều dày từ 5 đến<br /> 10cm; nếu theo phương pháp NDT của AASHTO 1993 thì chỉ phải tăng cường cho 10 đoạn đường. Nếu dùng<br /> NDT kết hợp với mô hình kinh nghiệm ME thì chỉ phải tăng cường cho 7 đoạn.<br /> -Nghiên cứu của L. Khazanovich, A. Gotlif [47]<br /> Nghiên cứu này đề cập tới việc sử dụng thí nghiệm NDT để xác định khả năng truyền lực tại khe nối<br /> (Load Transfer Efficiency -LTE) của mặt đường bê tông xi măng tại Hoa Kỳ, thuộc chương trình LTPP<br /> (LongTerm Pavement Performance).<br /> Đặc điểm thiết kế và điều kiện xây dựng, loại thanh truyền lực, khoảng cách khe nối, khoảng cách thanh<br /> truyền lực, hàm lượng cốt thép trong khe nối, hướng của khe nối (so với tim tuyến), chiều dày tấm, thời tiết.<br /> Tuổi thọ mặt đường và chất lượng khe nối.<br /> - Nghiên cứu của L.P. Priddy, D.W. Pittman, and G.W. Flintsch [46]<br /> Nghiên cứu này đề cập tới việc sử dụng phương pháp NDT để đánh giá phần mặt đường BTXM sân bay<br /> đã được sửa chữa theo phương pháp sửa chữa sâu (Full Depth Repair FDR).Cụ thể, khi tấm bị hư hỏng, phải đào<br /> bỏ và đổ lại tấm mới.Khi đó, phương pháp NDT cũng được sử dụng để đánh giá chất lượng của tấm thay thế<br /> này.<br /> Nghiên cứu đã đưa ra được ảnh hưởng của các thông số tới hệ số truyền lực LTE tại khe nối giữa tấm<br /> thay thế với tấm cũ theo cho các điều kiện khác nhau<br /> 1.2.2. Một số nghiên cứu của tác giả trong nước<br /> Việc nghiên cứu thử nghiệm đánh giá mặt đường BTXM cũng đã được nhiều nhà khoa học trong nước<br /> quan tâm nghiên cứu từ rất sớm có thể kể đến như:<br /> - Tác giả Nguyễn Xuân Đào và các đồng nghiệp [13] tại Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải<br /> đã nghiên cứu chế tạo thiết bị rơi tạo ra xung lực động tác dụng lên bề mặt đường và máy ghi chấn động dùng để<br /> ghi lại độ võng của bề mặt đường dưới tác dụng của xung lực. Ứng dụng nghiên cứu thực nghiệm này lần đầu<br /> tiên áp dụng tại đường BTXM trước Lăng Bác. Nghiên cứu này đã bước đầu cho được kết quả so sánh giữa tấm<br /> thi công chất lượng tốt và tấm có lỗi trong quá trình thi công, giúp cho tư vấn có quyết định đúng đắn. Tuy nhiên<br /> thiết bị đo đạc còn đơn giản, tốc độ lấy mẫu thấp, độ chính xác chưa cao, phần mềm tính toán tự động chưa hoàn<br /> thiện. Đo đạc độ võng mới chỉ thực hiện tại tâm gia tải và không có các đầu đo khác.<br /> - Tác giả Vũ Đình Phụng, [ 30] đã nghiên cứu phương pháp tính toán mặt đường cứng, khả năng chịu tải<br /> của mặt đường bê tông. Nghiên cứu thực nghiệm sự phá hỏng tấm BTXM mặt đường. Nghiên cứu chưa đề cập<br /> nhiều đến các phương pháp không phá hủy đánh giá ở trạng thái đàn hồi.<br /> - Tác giả Phạm Cao Thăng, [28] đã nghiên cứu phân tích từ kết quả đo chậu võng mặt đường xác định hệ<br /> số nền và mô đun đàn hồi. Chưa đề cấp đến kết quả đo đạc thực tế khả năng truyền tải trọng giữa các tấm trên<br /> mặt đường bê tông xi măng.<br /> 1.3. Phân tích tổng quan ứng dụng phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng mặt đƣờng BTXM trên thế giới.<br /> 1.3.1. Phương pháp sử dụng tải trọng tĩnh đánh giá sức chịu tải<br /> Việc sử dụng các thiết bị thử nghiệm bằng tải trọng tĩnh như hình 1.5 để đánh giá sức chịu tải mặt đường<br /> BTXM đã được các nhà khoa học Nga nghiên cứu ứng dụng từ rất sớm trên các sân bay[33]. Nguyên tắc của<br /> phương pháp là sử dụng kích thủy lực và tải trọng của các quả tải tác dụng lực tĩnh xuống mặt đường, đo đạc độ<br /> võng mặt đường. Độ võng mặt đường đo được nhờ hệ giá đỡ có gắn các đồng hồ chuyển vị.<br /> 1.3.2. Phương pháp sử dụng tải trọng động đánh giá sức chịu tải<br /> Phương pháp sử dụng tải trọng động khắc phục được những nhược điểm của phương pháp sử dụng tải<br /> trọng tĩnh, hơn nữa công nghệ đo lường tự động hóa ngày càng phát triển hỗ làm cho ưu điểm của phương pháp<br /> này càng nổi trội hơn. Một trong những công nghệ có thể kể đến như:<br /> <br /> 4<br /> - Công nghệ tải trọng điều hòa:<br /> Từ giữa những năm 1950, Cục Hàng không liên bang Hoa Kỳ (FAA) đã nghiên cứu các thiết bị tải trọng<br /> rung để đánh giá mặt đường sân bay và ô tô. Phương pháp này xác định mô đun độ cứng động (DSM) từ quan hệ<br /> “Tải trọng động- độ võng động”.<br /> Hiện nay hệ thiết bị rung này được chế tạo theo 3 kiểu gồm Dynaflect, Road Rater, Rolling Dynamic<br /> Deflectometer (RDD)<br /> + Kiểu Dynaflect là một thiết bị điện tạo ra dao động hình sin với biên độ 5kN, tần số 8Hz bởi động cơ<br /> điện có gắn quả nặng lệch tâm. Các cảm biến gia tốc, vận tốc thu nhận số liệu liên tục. Tuy nhiên do biên độ tải<br /> trọng khá nhỏ chỉ phù hợp đối với kết cấu mặt đường chịu tải trọng nhẹ.<br /> + Kiểu Road Rater là một thiết bị tạo ra dao động hình sin với biên độ lên đến 35kN, tần số có thể thay<br /> đổi bởi nguồn thủy lực nâng hạ khối thép tác động lên tấm ép.<br /> + Kiểu Rolling Dynamic Deflectometer (RDD)<br /> Sử dụng 2 bộ bánh xe kép gia tải động xuống mặt đường. Độ võng được đo thông qua cảm biến đo gia<br /> tốc. Xe chạy với tốc độ 5 km/h vừa đi vừa đo. Máy rung thủy lực lắp trên xe truyền dạng hình sin trong khoảng<br /> 5-100 Hz<br /> - Phương pháp FWD, HWD :<br /> Nguyên tắc hoạt động của các loại thiết bị tạo tải trọng va đập (quả rơi) như sau: Quả nặng rơi từ một độ<br /> cao nhất định theo trục dẫn hướng tác dụng lên mặt đường qua tấm ép. Để kéo dài thời gian tác dụng của tải<br /> trọng cho giống với tải trọng của bánh xe khi chuyển động, người ta dùng hệ thống giảm chấn là các lò xo hay<br /> tấm đệm cao su. Các thông số dao động của công trình được các cảm biến ghi nhận và được ghi lại dưới dạng<br /> file dữ liệu. Ở các nước phát triển người ta đã chế tạo các thiết bị và phương pháp tính toán tương ứng với loại<br /> thiết bị đó sử dụng cho việc kiểm tra đánh giá chất lượng mặt đường, gọi chung là phương pháp FWD (Falling<br /> Weight Deflectometer).<br /> 1.3.3. Phương pháp truyền sóng xác định đặc tính cơ học.<br /> - Công nghệ Radar phát sóng với tần số rất cao để đánh giá độ đồng nhất, lỗ hổng nền đường phía dưới<br /> tấm BTXM. Nguyên lý cơ bản dựa trên việc truyền đi các sóng điện từ vào các lớp vật liệu mặt đường và nhận<br /> lại các sóng điện tử phản xạ ngược trở về. Các sóng trả về này về bản chất đã bị ảnh hưởng bởi các thông số như<br /> hằng số điện môi, độ từ thẩm, độ dẫn liệu, thông qua bộ xử lý tín hiệu, xử lý ảnh, nhờ đó chúng ta có thể hình<br /> ảnh hóa các đặc tính về điện của các cấu trúc vật thể.<br /> - Công nghệ truyền sóng bề mặt SASW (Spectral Analysys of Surface Wawes)<br /> Nguyên lý của phương pháp này là dùng một nguồn lực gây kích động làm cho công trình dao động, các<br /> tham số dao động (vận tốc, gia tốc, chuyển vị) sẽ được các đầu đo gắn trên công trình ghi nhận và truyền về máy<br /> phân tích. Các chương trình phân tích và xử lý (ví dụ phân tích Fourier nhanh) sẽ cho ta các đặc trưng dùng đánh<br /> giá chất lượng công trình.<br /> - Công nghệ truyền sóng biến dạng kiểm tra chiều dày, khuyết tật mặt đường BTXM<br /> Nguyên lý cơ bản của phương pháp là sử dụng va đập cơ học trong thời gian ngắn để tạo sóng ứng suất<br /> nhanh và sử dụng bộ chuyển đổi thu tín hiệu, phân tích tính toán vận tốc truyền trong vật liệu qua đặc tính này<br /> xác định được tính chất cơ học của vật liệu<br /> 1.4. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng mặt đƣờng BTXM hiện đang áp dụng tại Việt Nam<br /> Hiện nay tại Việt Nam chưa ban hành tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM chỉ mới<br /> đang sử dụng Quyết định tạm thời [1].<br /> Tiêu chuẩn TCVN 11365: 2016 đối với mặt đường sân bay- xác định số phân cấp mặt đường bằng FWD<br /> hoặc HWD. Tiêu chuẩn này mới chỉ biên dịch từ tài liệu của FAA, các hệ số thực nghiệm vẫn sử dụng như tài<br /> liệu gốc, chưa có nghiên cứu hiệu chỉnh phù hợp với loại vật liệu cũng như điều kiện của Việt Nam, chưa có ví<br /> dụ tính toán để áp dụng.<br /> 1.5. Phân tích lựa chọn vấn đề nghiên cứu<br /> Phân tích công tác đo đạc thực nghiệm đánh giá mặt đường BTXM hiện đang áp dụng còn tồn tại những<br /> vấn đề cần tập trung nghiên cứu:<br /> - Chiều dày lớp kết cấu thông thường lấy từ hồ sơ thiết kế hoặc thông qua hố đào tại hiện trường.Tại hố<br /> đào sẽ phá hủy kết cấu mặt đường nên tần suất kiểm tra sẽ rất thưa, độ tin cậy thấp. Do vậy nếu áp dụng thêm<br /> <br /> 5<br /> phương pháp không phá hủy để xác định được chiều dày sẽ tăng thêm độ chính xác. Nghiên cứu sinh nghiên cứu<br /> đề xuất bổ sung phương pháp dựa trên nguyên lý truyền sóng xác định chiều dày lớp mặt đường BTXM và sẽ<br /> được trình bày ở chương 3<br /> - Hiện nay đã có nhiều phần mềm viết sẵn kèm theo thiết bị để xử lý tính toán. Những phần mềm này<br /> chưa nêu rõ phương pháp tính toán, mô hình tính toán do vậy cần phải làm rõ cơ sở nguyên tắc đo đạc, xử lý số<br /> liệu nhằm đảm bảo tính thống nhất.<br /> - Phương pháp đo đạc FWD cho kết quả là mô đun đàn hồi động, trong khi các tính toán, kiểm toán mặt<br /> đường BTXM đang sử dụng mô đun đàn hồi tĩnh. Nghiên cứu sinh tiến hành đo đạc thực nghiệm xác định tương<br /> quan giữa mô đun đàn hồi động và tĩnh đối với lớp vật liệu làm móng đường.<br /> - Đo đạc thực nghiệm và xử lý số liệu tính toán ra được mô đun đàn hồi các lớp kết cấu. Trong khi đó<br /> kiểm toán mặt đường BTXM còn phải kiểm toán ứng suất dưới đáy tấm. Nghiên cứu sinh thực nghiệm xây dựng<br /> tương quan giữa mô đun đàn hồi BTXM và cường độ chịu kéo khi uốn của loại bê tông thông thường sử dụng<br /> cho mặt đường BTXM tại Việt Nam.<br /> - Ngoài ra đo đạc khả năng truyền tải trọng của các tấm BTXM là vấn đề cần quan tâm. Nghiên cứu sinh<br /> chế tạo thiết bị hỗ trợ đo đạc độ cập kênh của tấm khi chịu tác động của tải trọng.<br /> Qua phân tích ở trên cho thấy việc kiểm soát chất lượng, đánh giá sức chịu tải mặt đường là cần thiết đã<br /> được các nước phát triển trên thế giới cũng như các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu từ rất sớm.<br /> Xu hướng sử dụng phương pháp động để đánh giá sức chịu tải mặt đường BTXM là hướng đi chính. Tại Việt<br /> Nam tập trung nghiên cứu,thử nghiệm, đầu tư thiết bị thí nghiệm động theo kiểu FWD. Do vậy nghiên cứu sinh<br /> cũng tiếp tục lựa chọn hướng nghiên cứu này và tập trung làm rõ hơn về cơ sở khoa học ứng dụng phương pháp,<br /> thực nghiệm phân tích kiểm chứng kết quả đo đạc.<br /> 1.9. Kết luận chƣơng 1<br /> Ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại (tự động, không phá hủy, phần mềm phân tích xử lý, tính toán trên<br /> máy tính) đánh giá chất lượng mặt đường BTXM được các nước phát triển tập trung nghiên cứu. Từ những<br /> nghiên cứu của các nhà khoa học, các hãng sản xuất thiết bị đã chế tạo và thương mại nhiều thiết bị đo đạc hiện<br /> đại phục vụ công tác đánh giá có thể kể đến như: FWD, HWD, RDD, IMPact-Echo, Road Rater, Dyaflect…<br /> Qua nghiên cứu tổng quan cho thấy chất lượng mặt đường BTXM thực tế thi công tại Việt Nam chưa<br /> tương xứng với khả năng thực sự đáng có của nó.Nguyên nhân có rất nhiều nhưng phải kể đến nguyên nhân<br /> đánh giá, kiểm soát chất lượng thi công chưa tốt.Việc đánh giá, kiểm soát chất lượng chưa tốt xuất phát từ việc<br /> đầu tư nghiên cứu chưa được chú trọng, công nghệ kiểm tra hiện đại khó tiếp cận công nghệ gốc, phần mềm<br /> cũng như phần cứng được thiết kế kiểu hộp đen khó thay đổi cho phù hợp với điều kiện, đối tượng đo.<br /> CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN<br /> SỨC CHỊU TẢI MẶT ĐƢỜNG BTXM.<br /> 2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán mặt đƣờng cứng<br /> Khi tính toán tấm bê tông mặt đường, thường sử dụng lý thuyết tấm mỏng theo lý thuyết đàn hồi. Tấm<br /> mỏng là tấm thỏa mãn điều kiện theo [34] như sau:<br /> (2.1)<br /> 1<br /> h 1<br /> 100 b 5<br /> trong đó<br /> h: là chiều dày tấm<br /> b: là kích thước cạnh nhỏ nhất của tấm<br /> Mặt đường bê tông xi măng sử dụng loại vật liệu có mô đun đàn hồi cao, cường độ chịu kéo nhỏ hơn<br /> nhiều so với cường độ chịu nén. Vì vậy việc tính toán thiết kế kết cấu áo đường cứng trong tất cả quy trình các<br /> nước đều dựa trên lời giải bài toán uốn tấm nền đàn hồi.<br /> Phương trình vi phân cân bằng của tấm chịu uốn [29] như sau:<br /> 4<br /> <br /> D<br /> <br /> w<br /> x4<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> w<br /> 2<br /> x y2<br /> <br /> (2.2)<br /> <br /> 4<br /> <br /> w<br /> y4<br /> <br /> trong đó : w - Chuyển vị đứng của tấm<br /> <br /> q( x, y ) r ( x, y )<br /> <br />