Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng lún vệt bánh xe có xét đến đặc tính mỏi của bê tông nhựa chặt làm lớp mặt đường Việt Nam

i<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> <br /> BÙI NGỌC HƯNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN<br /> BIẾN DẠNG LÚN VỆT BÁNH XE CÓ XÉT ĐẾN<br /> ĐẶC TÍNH MỎI CỦA BÊ TÔNG NHỰA CHẶT<br /> LÀM LỚP MẶT ĐƯỜNG VIỆT NAM<br /> Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông<br /> Mã số<br /> <br /> : 62.58.02.05<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT<br /> <br /> Hà Nội, 2016<br /> <br /> ii<br /> <br /> CÔNG TRÌNH NÀY ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI<br /> VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GTVT<br /> <br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:<br /> 1. PGS. TS. Vũ Đức Chính<br /> 2. GS. TS. Dương Học Hải<br /> <br /> Phản biện 1: GS.TS. Vũ Đình Phụng<br /> Phản biện 2: PGS.TS. Đào Văn Đông<br /> Phản biện 3: PGS.TS. Bùi Phú Doanh<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện<br /> họp tại: Viện Khoa học và Công nghệ GTVT<br /> vào hồi …. giờ …. ngày …. tháng …. năm 2016<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:<br /> 1. Thư viện Quốc gia<br /> 2. Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ GTVT<br /> <br /> iii<br /> <br /> Research on Impact of Essential Factors on Rutting in concern to<br /> Fatigue Properties of Dense-graded Hot Mix Asphalt for Pavement<br /> Construction in Vietnam<br /> Abstract:<br /> In recent years, rut damages have appeared in the pavements of many<br /> national highways under high-volume and heavy traffic activities that has caused<br /> to not only the un-safety to drivers but also the urgency by inhabitants. Multiple<br /> experts from domestic research and development institutes, such as the Institute of<br /> Transport Science and Technology, the University of Transport and<br /> Communication, have made a great effort in research and providing solutions to<br /> mitigate the development of rutting. However, this phenomena has still occurred<br /> even right after the roads were opened for traveling.<br /> Hot mix asphalt concrete pavements need to be designed upon how to<br /> mitigate rut damages and fatigue cracking caused by vehicle loading and air<br /> temperature. If the asphalt concrete mix is designed inclining to improve rutting<br /> resistance, it will intend to increase potential fatigue cracking in the pavement.<br /> Therefore, it is necessary and urgent to explore the substance of rutting and<br /> essential factors impact on it in order to give the solution to diminish the<br /> development of rutting in hot mix asphalt pavements.<br /> The Decision No. 858/QĐ-BGTVT, dated on March 26, 2014 promulgated<br /> by Ministry of Transport for “Guidelines on applying current technical<br /> specifications to enhance the quality management in design and construction of hot<br /> mix asphalt pavements exposed under high-volume and heavy traffic activities”<br /> (hereafter referred as QĐ 858), has been widely used in Vietnam. QĐ 858 provides<br /> the requirements for “coarse aggregate gradation” (high rate of gravel) and “fine<br /> aggregate gradation) (low rate of gravel), how to use “coarse gradation” for hot<br /> mix asphalt (HMA) pavements under high-volume and heavy traffic activities and<br /> how to design the aggregate gradation meets the S curse in order to diminish rutting<br /> damages. Actually, a large number of contractors have abused this decision’s<br /> requirement when using “excessively” coarse gradations for asphalt concrete<br /> mixes. Consequently, there were many pavement sections exposed the nonuniform aggregate distribution and less enough quantity of bituminous cements that<br /> was the causes of potential damages as raveling, permeability and fatigue cracking<br /> resulting in the attenuation of pavement service life. Therefore, it is necessary to<br /> assess the rate of “coarse gradation” for hot mix asphalt concrete by which the<br /> appropriate “coarse gradations” are recommended for each type of aggregates and<br /> bitumen so as, to mitigate rutting and improve fatigue resistance, hence to lengthen<br /> the service life of asphalt pavement. In order to get these appropriate “coarse<br /> gradation”, we need to make rutting and fatigue tests on all set of asphalt concrete<br /> <br /> iv<br /> <br /> samples based on aggregates with gradations in different coarse rates.<br /> The dense-graded hot mix asphalt concrete is the research objective.We<br /> concentrated and assessed these causes of rutting damages occurred in some<br /> pavement sections. A litureature review was conducted for international and<br /> Vietnamese researches on the performance of rutting and fatigue cracking in<br /> asphalt concrete; testing methods and equiment for empirical study.<br /> These tests was conducted on the sets of asphalt concrete samples inculding<br /> BTNC 12,5and BTNC 19 with different rates of “coarse aggregate gradations”<br /> according to QĐ 858/QĐ-BGTV and types of bitumen cements (40/50, 60/70 and<br /> PMBIII). Based on the resutls of rutting and fatigue tests and design of experiments<br /> (DOE), the appropriate “coarse aggregate gradations” were provided.<br /> The research results are:<br /> - A summarization of recent related researches that can be used as a technical<br /> reference for designers and engineers<br /> - Recommendations based on the empirical study for the rate of “coarse<br /> aggregate gradations” appropriate to design asphalt concrete mixes used different<br /> types of bitumen cements (as 40/50, 60/70 and PMBIII). That is useful experience<br /> for contractors in selecting the suitable gradation for asphalt concrete mixes in order<br /> to simultaneously dinimish rutting damages and fatigue cracking.<br /> - Recommendations on selecting the suitable gradation for asphalt concrete<br /> mixes and the fatigue resistance based laboratorial testing on BTNC 12,5 used<br /> bitumen 60/70; and modifications in the rutting depths to BTNC 12,5 and BTNC<br /> 19 designed according to QĐ 858/ QĐ-BGTVT contribute to complete the<br /> engineering foundation for hot mix asphalt design and also to improve the<br /> pavement quality management concerned to mitigate rutting damages and fatigue<br /> cracking.<br /> The dissertation including four main contents without the introduction and<br /> conclusions as following:<br /> - Chapter 1: Literature review on dense-graded asphalt concrete performance<br /> concerned to rutting and fatigue properties.<br /> - Chapter 2: Assessment of rutting causes based on field survey results.<br /> - Chapter 3. Empirical study on typical asphalt concrete samples concernced<br /> to rutting and fatigue properties<br /> - Chapter 4. Solutions to disminish rutting damages and improve the fatigue<br /> resistance for dense-graded hot mix asphalt concrete.<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Các da ̣ng hư hỏng mă ̣t đường bê tông nhựa (BTN) điể n hinh phá t sinh trong<br /> ̀<br /> quá trinh khai thá c là m ảnh hưởng đế n công năng của mă ̣t đường đươ ̣c thế giớ i<br /> ̀<br /> tổ ng kế t bao gồm: lún vê ̣t bá nh xe (LVBX); nứ t do mỏ i; nứ t do nhiê ̣t. Do điề u kiê ̣n<br /> khí hâ ̣u Viê ̣t Nam, nhiê ̣t đô ̣ không khí không quá thấ p và o mù a la ̣nh nên hư hỏng<br /> đă ̣c thù củ a mă ̣t đường bê tông nhựa Viê ̣t Nam chủ yế u là lú n vê ̣t bá nh xe (LVBX)<br /> và nứt do mỏ i.<br /> LVBX là hiện tượng tích lũy biến dạng không hồi phục của các lớp BTN mặt<br /> đường do ảnh hưởng củ a phương tiê ̣n xe lưu thông và nhiê ̣t đô ̣ môi trường gây ra<br /> trong quá trình khai thá c. LVBX là da ̣ng hư hỏng điể n hình củ a biến dạng vĩnh cửu<br /> (thuật ngữ tiếng Anh go ̣i là Permanent Deformation). Trong nhiề u trường hơ ̣p,<br /> thuâ ̣t ngữ LVBX cũ ng đồ ng nhấ t vớ i thuâ ̣t ngữ biế n da ̣ng vinh cử u.<br /> ̃<br /> Nứ t do mỏ i củ a BTN xả y ra là do tá c đô ̣ng củ a củ a tả i tro ̣ng trù ng phu ̣c gây<br /> ra trong quá trinh khai thá c. Khi ứng suất kéo uốn do tải trọng trùng phu ̣c gây ra<br /> ̀<br /> trong lớp vật liệu BTN lớn hơn cường đô ̣ kéo uốn của vật liệu BTN, mă ̣t đường<br /> BTN xuấ t hiê ̣n nứ t do mỏ i.<br /> 2. Mục đích nghiên cứu<br /> Nghiên cứu đánh giá mứ c đô ̣ thô của “cấ p phố i thô” cho BTN, qua đó khuyế n<br /> nghi ̣“cấ p phố i thô” phù hơ ̣p ứng vớ i loa ̣i cố t liê ̣u, loa ̣i nhựa đường nhằ m đảm bả o<br /> lớ p BTN vừ a cả i thiê ̣n LVBX, vừ a cả i thiê ̣n sứ c khá ng mỏ i để ké o dà i tuổ i tho ̣. Kết<br /> quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho việc thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa chặt (BTNC)<br /> nhằm tăng tuổi thọ và khả năng khai thác.<br /> 3. Đố i tươ ̣ng và pha ̣m vi nghiên cưu<br /> ́<br /> Đố i tươ ̣ng nghiên cứu củ a luâ ̣n án là bê tông nhựa chă ̣t BTNC 12,5, BTNC<br /> 19 (qui định theo QĐ 858/QĐ-BGTVT [1]) rả i nó ng; nghiên cứu đánh giá nguyên<br /> nhân gây LVBX củ a BTN trên mô ̣t số tuyế n đường có hư hỏng LVBX; nghiên cứu<br /> đề xuấ t “cấ p phố i thô” phù hơ ̣p cho BTN sử du ̣ng cá c loa ̣i nhựa đường khá c nhau<br /> nhằ m giả m thiể u LVBX và nứt mỏ i mă ̣t đường BTN.<br /> 4. Phương pháp nghiên cứu<br /> Kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu<br /> Đưa ra kết quả nghiên cứu lý thuyế t về LVBX, nứ t mỏ i củ a BTN; cá c nhân<br /> tố ảnh hưởng đế n LVBX, nứ t mỏ i; cá c giả i phá p giả m thiể u LVBX, nứ t mỏ i trên<br /> cơ sở tổ ng kế t cá c kế t quả nghiên cứu củ a thế giớ i trong nhữ ng năm gầ n đây là tà i<br /> liê ̣u tham khả o cho cá c kỹ sư đường bô ̣, nâng cao kiế n thứ c áp du ̣ng trong thực tiễn<br /> nhằ m giả m thiể u hư hỏng LVBX và nứt mỏi.<br /> Kế t quả nghiên cứu thực nghiê ̣m đưa ra khuyế n nghi ̣về “cấ p phố i thô” phù<br /> <br />