View
10
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
LOGO
Nghiên cứu đánh giá ứngxử dính bám giữa hai lớp
bê tông Asphalt
Nguyễn Ngọc Lân
Trường Đại học Giao thông vận tải
NỘI DUNG BÁO CÁO
Nghiên cứu đánh
giá ảnh hưởng của
Loại, tỷ lệ vật liệu
tưới dính bám và
nhiệt độ thí
nghiệm đến cường
độ dính bám giữa
hai lớp bê tông
asphalt
Nghiên cứu đề xuất
giới hạn cường độ
dính bám yêu cầu
giữa hai lớp bê tông
asphalt
AC
19
AC
12
,5
150
mm
14 m
m
70 mm 50 mm
50,8 mm/phút 50,8 mm/phút
Nội dung 1: Đánh giá ứng xử dính bám giữa hailớp BTA thông qua những mẫu chế bị trong phòng
Phương pháp thí nghiệm: Leutner cái tiến
Tiêu chuẩn thí nghiệm: pr EN 12697-48: 2013
BTAC 19 7 cm
BTAC 12.5 5 cm
TCVN 8819: 2011 và TCVN 8820: 2011ASTM D2397
TCVN 8819: 2011 CRS-1P
CRS-1
CSS-1
0.0 l/m2
0.2 l/m2
0.4 l/m2
0.9 l/m2
Lựa chọn hỗn hợp BTA & VL tưới dính bám
Thiết bị đầm xoay TROXLER 4140
Tổng số vòng xoay: 120 vòng (AASHTO TP4, 2000)
Áp lực đầm: 600 kPa
Nhiệt độ đầm: 140oC
d=150 mm
P = 600 kPa
Góc xoay =1.25o
v=30 vòng/phút
Loại vật liệu
dính bám
Số lượng mẫu thí nghiệm 1 tổ mẫu
Nhũ tương
CSS-1
Nhũ tương
CRS-1
Nhũ tương
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
mẫu300
Chế tạo mẫu thử bê tông asphalt hai lớp
Thời gian phân tách của nhũ
tương: 3-6 giờ
Chế tạo mẫu thử
Nhiệt độ thí nghiệm: 20, 30, 40, 50
và 60oC
Quy trình thí nghiệm tuân thủ theo:
Pr EN 12697-48: 2013
Mấu thử bê tông asphalt 2 lớp
sau khi thí nghiệm cắt
THÍ NGHIỆM CẮT MẪU THỬ HAI LỚP
Fmax (Lực cắt lớn nhất)
Điểm mất dính
bám hoàn toàn
Womax
Biến dạng cắt
lớn nhất (Wmax)
Wt
Smax (Độ cứng chống cắt
lớn nhất)
M
LOP2
.r
F
)(max
Fdw
dFS
Womax = Wmax - Wt
)(max
dw
dK
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CẮT
Phân tích phương sai (ANOVA)
Company Logo
Yếu tố thay đổi Bậc
tự do
Phương sai Gía trị
F
Gía trị P Kết
luận*
Loại 2 5.3844 1197.66 0.000 Có
Tỷ lệ 3 0.3943 87.71 0.000 -
Nhiệt độ 4 55.0101 12235.99 0.000 -
Loại*Tỷ lệ 6 0.6323 140.65 0.000 -
Loại*Nhiệt độ 8 0.4520 100.53 0.000 -
Tỷ lệ*Nhiệt độ 12 0.1089 24.23 0.000 -
Loại*Tỷ lệ*Nhiệt độ 24 0.0600 13.35 0.000 -
Phân tích ANOVA đến cường độ dính bám
Phân tích phương sai (ANOVA)
Phân tích ANOVA đến mô đun độ cứng chống cắt
Yếu tố thay đổi Bậc
tự do
Phương sai Gía trị
F
Gía trị P Kết
luận*
Loại 2 1.94515 989.36 0.000 Có
Tỷ lệ 3 0.33203 168.88 0.000 -
Nhiệt độ 4 3.70014 1882.00 0.000 -
Loại*Tỷ lệ 6 0.26513 134.85 0.000 -
Loại*Nhiệt độ 8 0.17614 89.59 0.000 -
Tỷ lệ*Nhiệt độ 12 0.06275 31.92 0.000 -
Loại*Tỷ lệ*Nhiệt độ 24 0.03226 16.41 0.000 -
Ảnh hưởng của loại vật liệu tưới dính bámđến cường độ dính bám
2.50 2.53
2.92
1.49 1.52
2.21
0.81 0.85
1.18
0.47 0.51
0.96
0.37 0.44
0.73
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
CSS-1 CRS-1 CRS-1P
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Loại vật liệu dính bám giữa hai lớp BTA
20oC
30oC
40oC
50oC
60oC
Tỷ lệ 0.2 l/m2
2.43 2.45
2.76
1.45 1.47
2.07
0.79 0.83
1.09
0.46 0.49
0.90
0.35 0.40
0.70
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
CSS-1 CRS-1 CRS-1P
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Loại vật liệu dính bám giữa hai lớp BTA
20oC
30oC
40oC
50oC
60oC
Tỷ lệ 0.4 l/m2
2.38 2.40
2.75
1.35 1.40
1.83
0.620.72
0.87
0.41 0.43
0.78
0.33 0.38
0.68
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
CSS-1 CRS-1 CRS-1P
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Loại vật liệu dính bám giữa hai lớp BTA
20oC
30oC
40oC
50oC
60oC
Tỷ lệ 0.9 l/m2
47.5 %
Company Logo
Ảnh hưởng của tỷ lệ vật liệu tưới dính bám
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Tỷ lệ tưới dính bám, l/m2
20-CSS-1
20-CRS-1
20-CRS-1P
30-CSS-1
30-CRS-1
30-CRS-1P
40-CSS-1
40-CRS-1
40-CRS-1P
50-CSS-1
50-CRS-1
50-CRS-1P
60-CSS-1
60-CRS-1
60-CRS-1P
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Mô
đu
n đ
ộ c
ứn
g c
hố
ng
cắ
t, M
Pa
/mm
Tỷ lệ tưới dính bám, l/m2
20-CSS-1
20-CRS-1
20-CRS-1P
30-CSS-1
30-CRS-1
30-CRS-1P
40-CSS-1
40-CRS-1
40-CRS-1P
50-CSS-1
50-CRS-1
50-CRS-1P
60-CSS-1
60-CRS-1
60-CRS-1P
Ảnh hưởng của tỷ lệ vật liệu tưới dính bám
Company Logo
Nhiệt độ, *C
Tỷ
lệ
, l/
m2
6050403020
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
>
–
–
–
–
–
< 0.5
0.5 1.0
1.0 1.5
1.5 2.0
2.0 2.5
2.5 3.0
3.0
(MPa)
CĐDB
Nhiệt độ, *C
Tỷ
lệ
, l/
m2
6050403020
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
>
–
–
–
–
–
< 0.2
0.2 0.4
0.4 0.6
0.6 0.8
0.8 1.0
1.0 1.2
1.2
(MPa/mm)
K
Ảnh hưởng của nhiệt độ thí nghiệm
Company Logo
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
20 30 40 50 60
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Nhiệt độ thí nghiệm, *C
0-CSS-1
0.2-CSS-1
0.4-CSS-1
0.9-CSS-1
0-CRS-1
0.2-CRS-1
0.4-CRS-1
0.9-CRS-1
0-CRS-1P
0.2-CRS-1P
0.4-CRS-1P
0.9-CRS-1P
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
1.100
1.200
1.300
1.400
20 30 40 50 60
Mô
đu
n đ
ộ c
ứn
g c
hố
ng
cắ
t, M
Pa
/mm
Nhiệt độ thí nghiệm, *C
0-CSS-1
0.2-CSS-1
0.4-CSS-1
0.9-CSS-1
0-CRS-1
0.2-CRS-1
0.4-CRS-1
0.9-CRS-1
0-CRS-1P
0.2-CRS-1P
0.4-CRS-1P
0.9-CRS-1P
Phân tích hồi quy
Company Logo
ISS = 1.497 + 0.09 X1 + 0.036 X2 – 1.012 X3 + 0.091 X1.X2
trong đó: ISS - cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt, MPa;
X1 - loại vật liệu tưới dính bám;
X2 - tỷ lệ vật liệu tưới dính bám, l/m2;
X3 - nhiệt độ thí nghiệm, oC
K = 0.3709 + 0.0389 X1 + 0.0491 X2 – 0.2133 X3 + 0.0389 X1.X2
trong đó: K – mô đun độ cứng chống cắt giữa hai lớp bê tông asphalt, MPa/mm;
X1 - loại vật liệu tưới dính bám;
X2 - tỷ lệ vật liệu tưới dính bám, l/m2;
X3 - nhiệt độ thí nghiệm, oC
Company Logo
Phân tích hồi quy
204.0110 TT
2035.036.010 TTK
Phân tích kếtcấu để xácđịnh ứng suấtcắt trượt giữahai lớp bêtông asphalt
Nghiên cứuthực nghiệmxác địnhcường độ dínhbám giữa hailớp bê tôngasphalt trongKCAD mềmđiển hình
Cường độdính bám tốithiểu yêu cầugiữa hai lớpbê tôngasphalt
Nội dung 2: Nghiên cứu đề xuất giới hạn cường độdính bám yêu cầu giữa hai lớp bê tông asphalt
Thực nghiệmPhân tích
kết cấuKiến nghị
2.1. Cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt trongkết cấu áo đường mềm thực tế đạt được
Thông số
thống kê
Cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt
của các Dự án
DA(*) DA 1 DA 2 DA 3 DA 4 DA 5 DA 6
XTB, MPa 1.36 1.79 1.48 1.30 1.24 1.12 1.23
S, MPa 0.35 0.45 0.32 0.34 0.27 0.37 0.36
Cv, % 26.14 25.24 21.50 26.12 21.83 32.96 29.20
P5%, MPa 0.78 1.05 0.96 0.74 0.79 0.51 0.64
P15%, MPa 1.00 1.32 1.15 0.95 0.96 0.74 0.86
P25%, MPa 1.12 1.49 1.26 1.07 1.06 0.87 0.99
P35%, MPa 1.22 1.62 1.36 1.17 1.14 0.98 1.09
P50%, MPa 1.36 1.79 1.48 1.30 1.24 1.12 1.23
1.36 MPa
1.22 MPa
1.00 MPa
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
DA1 DA2 DA3 DA4 DA5 DA6
Cư
ờn
g đ
ộ d
ính
bá
m,
MP
a
Dự án
2.1. Cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt trongkết cấu áo đường mềm thực tế đạt được
Company Logo
2.52.01.51.00.5
100
80
60
40
20
0
Cường độ dính bám ở 20*C
Ph
ần
trăm
tíc
h l
ũy
1.36 MPa50 %
2.52.01.51.00.5
100
80
60
40
20
0
Cường độ dính bám ở 20*C
Ph
ần t
răm
tíc
h l
ũy
1.00 MPa
15 %
2.1. Cường độ dính bám giữa hai lớp bê tông asphalt trongkết cấu áo đường mềm thực tế đạt được
2.2. Ứng suất cắt trượt lớn nhất giữa hailớp bê tông asphalt
Kết cấu Lớp Vật liệu Chiều dày,
mm
Độ cứng,
MPa
Hệ số
poisson
KC 1 Mặt trên BTAC 12.5 50 4500 0.35
Mặt dưới BTAC 19 100 4200 0.35
Móng trên CPĐD I 300 400 0.35
Móng dưới CPĐD II 540 300 0.35
Subgrade Á cát - 42 0.42
KC 2 Mặt trên BTAC 12.5 60 4500 0.35
Mặt dưới BTAC 19 80 4200 0.35
Móng trên ATB 130 4000 0.35
Móng dưới CPĐD I 400 300 0.35
Subgrade Á sét - 42 0.42
KC 3 Mặt trên BTAC 12.5 50 4500 0.35
Mặt dưới BTAC 19 70 4200 0.35
Móng trên ATB 150 4000 0.35
Móng dưới CPĐD I 300 300 0.35
Subgrade Á sét - 42 0.42
Các thông số phân tích kết cấu
Áp lực thẳng đứng, P = 600 kPa
Áp lực ngang, Pn = 480 kPa
Đường kính vệt bánh xe, D = 33 cm
Z
X
Y
5
7
H1
H2 CPĐD II, CPĐD I
CPĐD I, ATB
BTAC 19
BTAC 12.5
Subgrade
Dính bám hoàn toàn
Dính bám hoàn toàn
Dính bám hoàn toàn
Dính bám hoàn toàn
Ứng suất cắt trượt lớn nhất giữa hai lớp BTA ứng với các kết cấu
Kết cấu Loại bê tông
asphalt
Chiều dầy,
mm
Ứng suất
cắt trượt,
MPa
KC 1BTAC 12.5 50
0.392BTAC 19 100
KC 2BTAC 12.5 60
0.413BTAC 19 80
KC 3BTAC 12.5 50
0.480BTAC 19 70
Điều kiện dính bám khác nhau giữa hai lớp BTA của KC3
Company Logo
Kết cấu Các lớp kết cấu K (MPa/mm) Điều kiện dính bám
KC 3-A
BTAC12.5-BTAC19 0.1 Dính bám trung gian
BTAC19-ATB 105 Dính bám hoàn toàn
ATB-CPĐD I 105 Dính bám hoàn toàn
CPĐD I – Subgrade 105 Dính bám hoàn toàn
KC 3-B
BTAC12.5-BTAC19 1.0 Dính bám trung gian
BTAC19-ATB 105 Dính bám hoàn toàn
ATB-CPĐD I 105 Dính bám hoàn toàn
CPĐD I – Subgrade 105 Dính bám hoàn toàn
KC 3-C
BTAC12.5-BTAC19 10 Dính bám trung gian
BTAC19-ATB 105 Dính bám hoàn toàn
ATB-CPĐD I 105 Dính bám hoàn toàn
CPĐD I – Subgrade 105 Dính bám hoàn toàn
Company Logo
Áp lực thẳng đứng, P = 600 kPa
Áp lực ngang, Pn = 480 kPa
Đường kính vệt bánh xe, D = 33 cm
Z
X
Y
5 cm
7 cm
15 cm
30 cm CPĐD I, E = 300 MPa
ATB, E = 4000 MPa
BTAC 19, E = 4200 MPa
BTAC 12.5, E=4500 MPa
Subgrade, E = 42 MPa
K = 0.1, 1, 10 MPa/mm
K = 105 MPa/mm
K = 105 MPa/mm
K = 105 MPa/mm
00.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3
Ch
iều
sâu
,m
Giá trị ứng suất, Mpa
Ứnh suất cắt, MPa
Ứng suất nén, MPa
00.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3
Ch
iều
sâu
,m
Giá trị ứng suất, Mpa
Ứnh suất cắt, MPa
Ứng suất nén, MPa
Kết quả phân tích KC3-A Kết quả phân tích KC3-B
00.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3
Ch
iều
sâu
,m
Giá trị ứng suất, Mpa
Ứnh suất cắt, MPa
Ứng suất nén, MPa
Kết quả phân tích KC3-C
40 %
Ảnh hưởng của ứng suất nén đến ứng suất cắt
Company Logo
1)/85.1(/ on
Ứng suất cắt danh định
Company Logo
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Ch
iều
sâu
,mGiá trị ứng suất, Mpa
K=0.1
K=1
K=10
Giá trị giới hạn của ứng suất cắt danh định trong trường hợp không có ứng suất nén
của các kết cấu KC3-A, KC3-B và KC3-C tương ứng là 0,403 MPa; 0,331 MPa; và
0,191 MPa.
Giới hạn được đề xuất tại Đức, Thụy Sỹ, Anh vàViệt Nam
Thiết bị thí
nghiệm
Đường
kính mẫu,
mm
Tốc độ cắt,
mm/phút
Cường độ dính
bám yêu cầu,
MPa
Godjia [1994]
Đức
Leutner 150 50.8 mm/phút 0.85
Partl và Raab
[1999]
Thụy Sĩ
Leutner 150 50.8 mm/phút 1.30
Stockkert
[2001]
Đức
Leutner 150 50.8 mm/phút 1.41
SN 640430B
[2008]
Thụy Sĩ
Leutner 150 50.8 mm/phút 0.85
A.C. Collop
[2009]
Anh
Leutner
cải tiến
100 50.8 mm/phút 1.0
Nghiên cứu
đề xuất
Leutner
cải tiến
100 50.8 mm/phút 1.0
Recommended