PHẦN CÁC PHỤ LỤC

CỦA TCCS THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO CHỈ SỐ KẾT CẤU SN

Song ngữ Việt-Anh

DỰ THẢO

126

127

APPENDIX A

(consult) Table for conversion of US measure system (used in this specification)

into International System (SI)

US System SI System By multiple with conversion

With two decimal With six decimals

Inch (in.) m 2,54 x 10-2 2,540000 x 10-2

in2 m2 6,45 x 10-4 6,451600 x 10-4

in3 m3 1,64 x 10-5 1,638706 x 10-5

foot (ft) m 3,05 x 10-1 3,048000 x 10-1

ft2 m2 9,29 x 10-2 9,290304 x 10-2

ft3 m3 2,83 x 10-2 2,831685 x 10-2

pound (lb) kg 4,54 x 10-1 4,535924 x 10-1

pound-force (lbf) N 4,45 4,448222

lbf/in2 (psi) Pa 6,89 x 103 6,894757 x 103

lb/in3 kg/m3 2,77 x 104 2,767990 x 104

lb/ft3 kg/m3 1,60 x 10 1,601846 x 10

kip (1000 lbf) N 4,45 x 103 4,448222 x 103

kip/in2 (ksi) Pa 6,89 x 106 6,894757 x 106

ft/s2 m/s2 3,05 x 10-1 3,048000 x 10-1

centipoise Pa.s 1,00 x 10-3 1,000000 x 10-3

centistokes m2/s 1,00 x 10-6 1,000000 x 10-6

degree Fahrenheit (oF) oC to C = (toF-32)/1,8

128

Phụ lục A (Tham khảo)

Bảng chuyển đổi từ các đơn vị đo dùng trong hệ thống đo lường của Hoa Kỳ (mà trong tiêu chuẩn

này có sử dụng) sang hệ thống đo quốc tế SI

Chuyển đổi từ: Sang (hệ SI) Bằng cách nhân với hệ số chuyển đổi

với hai số với sáu số

Inch (in.) m 2,54 x 10-2 2,540000 x 10-2

in2 m2 6,45 x 10-4 6,451600 x 10-4

in3 m3 1,64 x 10-5 1,638706 x 10-5

foot (ft) m 3,05 x 10-1 3,048000 x 10-1

ft2 m2 9,29 x 10-2 9,290304 x 10-2

ft3 m3 2,83 x 10-2 2,831685 x 10-2

pound (lb) kg 4,54 x 10-1 4,535924 x 10-1

pound-force (lbf) N 4,45 4,448222

lbf/in2 (psi) Pa 6,89 x 103 6,894757 x 103

lb/in3 kg/m3 2,77 x 104 2,767990 x 104

lb/ft3 kg/m3 1,60 x 10 1,601846 x 10

kip (1000 lbf) N 4,45 x 103 4,448222 x 103

kip/in2 (ksi) Pa 6,89 x 106 6,894757 x 106

ft/s2 m/s2 3,05 x 10-1 3,048000 x 10-1

centipoise Pa.s 1,00 x 10-3 1,000000 x 10-3

centistokes m2/s 1,00 x 10-6 1,000000 x 10-6

degree Fahrenheit (oF) oC to C = (toF-32)/1,8

129

APPENDIX B (defined)

The tables applicable for the conversion of mixed traffic flow to equivalent single axles loading 80 kN for use in flexible pavement design

B.1 Table B.1 throught B.3 present axle load equivalency factors for varying single, double and tri-axle loads for use in flexible pavement design based on the terminal service index pt = 2.0.

B.2 Table B.4 through B.6 present axle load equivalency factors for varying single, double and tri-axle loads for use in flexible pavement design based on the terminal service index pt = 2.5.

B.3 When the terminal service index has the value between 2.0 and 2.5, the interpolation calculation is allowed to apply.

B.4 For finding the axle load equivalency factors, in any case it is assumed that the initial Pavement structure number (SN) to be 5 and the later found to be larger or smaller by more than one unit then the axle load equivalency factors shall to be corrected to correspond to the new SN.

B.5 For data available from weighting stations with weigh-in-motion (WIM) device or similar one, can must be used in calculating the vehicle converting coefficient each vehicle group of the same class running over existing road, which are in the similar region to the region where these road is to be designed (see example 2 of Appendix F).

Table B.1- Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements, Single Axles and pt of 2.0

Axle Load Pavement Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8.9 .0002 .0002 .0002 .0002 .0002 .0002 4 17.8 .002 .002 .002 .002 .002 .002 6 26,7 .009 .012 .011 .010 .009 .009 8 35,6 .030 .035 .036 .033 .031 .029

10 44,5 .075 .085 .090 .085 .079 .076 12 53,4 .165 .177 .189 .183 .174 .168 14 62,3 .325 .338 .354 .350 .338 .331 16 71,2 .589 .598 .613 .612 .603 .596 18 80,0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 20 89,0 1.61 1.59 1.56 1.55 1.57 1.59 22 97,9 2.49 2.44 2.35 2.31 2.35 2.41 24 108,8 3.71 3.62 3.43 3.33 3.40 3.51 26 115,7 5.36 5.21 4.88 4.68 4.77 4.96 28 124,6 7.54 7.31 6.78 6.42 6.52 6.83 30 133,5 10.4 10.0 9.2 8.6 8.7 9.2 32 142,4 14.0 13.5 12.4 11.5 11.5 12.1 34 151,3 18.5 17.9 16.3 15.0 14.9 15.6 36 160,2 24.2 23.3 21.2 19.3 19.0 19.9 38 169,1 31.1 29.9 27.1 24.6 24..0 25.1 40 178,0 39.6 38.0 34.3 30.9 30.0 31.2 42 186,9 49.7 47.7 43.0 38.6 37.2 38.5 44 195,8 61.8 59.3 53.4 47.6 45.7 47.1 46 204,7 76.1 73.0 65.6 58.3 55.7 57.0 48 213,6 92.9 89.1 80.0 70.9 67.3 68.6 50 222,5 113. 108. 97. 86. 81 82.

130

Phụ lục B (Quy định)

Các bảng dùng để chuyển đổi lưu lượng xe hỗn hợp ra tổng số trục đơn tương đương 80 kN, dùng trong thiết kế áo đường mềm

B.1. Các Bảng từ B.1 đến B.3 dùng để tìm hệ số đổi trục xe khi xe có trục đơn, trục kép, trục ba, dùng cho áo đường mềm, được thiết kế với chỉ số phục vụ cuối cùng pt = 2,0.

B.2. Các bảng từ B.4 đến B.6 dùng để tìm hệ số đổi trục xe khi xe có trục đơn, trục kép, trục ba, dùng cho áo đường mềm được thiết kế với chỉ số phục vụ cuối cùng pt = 2,5.

B.3. Khi chỉ số phục vụ cuối cùng nằm giữa khoảng 2,0 và 2,5 thì được phép tính theo nội suy.

B.4. Để tra tìm hệ số đổi xe, trong mọi trường hợp, đều giả định trước chỉ số kết cấu của áo đường là SN = 5. Khi tính ra SN, nếu trị số tính toán này khác nhiều với trị số SN = 5 giả định lúc đầu thì phải điều chỉnh lại hệ số đổi xe tương ứng với SN đã tính ra (khi trị số SN giả định và tính ra khác nhau quá 1 đơn vị).

B.5. Khi có các thông tin, số liệu có sẵn tại các trạm cân xe bằng thiết bị cân trong khi chạy (W.I.M) hoặc thiết bị tương tự, thì có thể dùng trực tiếp các hệ số đổi xe của mỗi nhóm xe cùng loại chạy trên các đường hiện hữu tại một khu vực tương tự với khu vực có đường được thiết kế (xem ví dụ 2 Phụ lục F).

Bảng B.1 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục đơn, dùng trong mặt đường mềm, khi pt = 2,0

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0002 .0002 .0002 .0002 .0002 .0002 4 17,8 .002 .002 .002 .002 .002 .002 6 26,7 .009 .012 .011 .010 .009 .009 8 35,6 .030 .035 .036 .033 .031 .029

10 44,5 .075 .085 .090 .085 .079 .076 12 53,4 .165 .177 .189 .183 .174 .168 14 62,3 .325 .338 .354 .350 .338 .331 16 71,2 .589 .598 .613 .612 .603 .596 18 80,0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 20 89,0 1.61 1.59 1.56 1.55 1.57 1.59 22 97,9 2.49 2.44 2.35 2.31 2.35 2.41 24 108,8 3.71 3.62 3.43 3.33 3.40 3.51 26 115,7 5.36 5.21 4.88 4.68 4.77 4.96 28 124,6 7.54 7.31 6.78 6.42 6.52 6.83 30 133,5 10.4 10.0 9.2 8.6 8.7 9.2 32 142,4 14.0 13.5 12.4 11.5 11.5 12.1 34 151,3 18.5 17.9 16.3 15.0 14.9 15.6 36 160,2 24.2 23.3 21.2 19.3 19.0 19.9 38 169,1 31.1 29.9 27.1 24.6 24.0 25.1 40 178,0 39.6 38.0 34.3 30.9 30.0 31.2 42 186,9 49.7 47.7 43.0 38.6 37.2 38.5 44 195,8 61.8 59.3 53.4 47.6 45.7 47.1 46 204,7 76.1 73.0 65.6 58.3 55.7 57.0 48 213,6 92.9 89.1 80.0 70.9 67.3 68.6 50 222,5 113. 108. 97. 86. 81 82.

131

B.2- Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements Tandem axles and pt of 2.0

Axle Load Pavement Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8.9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17.8 .0003 .0003 .0003 .0002 .0002 .0002 6 26,7 .001 .001 .001 .001 .001 .001 8 35,6 .003 .003 .003 .003 .003 .003

10 44,5 .007 .008 .008 .007 .006 .006 12 53,4 .013 .016 .016 .014 .013 .012 14 62,3 .024 .029 .029 .026 .024 .023 16 71,2 .041 .048 .050 .046 .042 .040 18 80,0 .066 .077 .081 .075 .069 .066 20 89,0 .103 .117 .124 .117 .109 .105 22 97,9 .156 .171 .183 .174 .164 .158 24 108,8 .227 .244 .260 .252 .239 .231 26 115,7 .322 .340 .360 .353 .338 .329 28 124,6 .447 .465 .487 .481 .466 .455 30 133,5 .607 .623 .646 .643 .627 .617 32 142,4 .810 .823 .843 .842 .829 .819 34 151,3 1.06 1.07 1.08 1.08 1.08 1.07 36 160,2 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 38 169,1 1.76 1.75 1.73 1.72 1.73 1.74 40 178,0 2.22 2.19 2.15 2.13 2.16 2.18 42 186,9 2.77 2.73 2.64 2.62 2.66 2.70 44 195,8 3.42 3.36 3.23 3.18 3.24 3.31 46 204,7 4.20 4.11 3.92 3.83 3.91 4.02 48 213,6 5.10 4.98 4.72 4.58 4.68 4.83 50 222,5 6.15 5.99 5.64 5.44 5.56 5.77 52 231,4 7.37 7.16 6.71 6.43 6.56 6.83 54 240,3 8.77 8.51 7.93 7.55 7.69 8.03 56 249,2 10.4 10.1 9.3 8.8 9.0 9.4 58 258,1 12.2 11.8 10.9 10.3 10.4 10.9 60 267,0 14.3 13.8 12.7 11.9 12.0 12.6 62 275,9 16.6 16.0 14.7 13.7 13.8 14.5 64 284,8 19.3 18.6 17.0 15.8 15.8 16.6 66 293,7 22.2 21.4 19.6 18.0 18.0 18.9 68 302,6 25.5 24.6 22.4 20.6 20.5 21.5 70 311,5 29.2 28.1 25.6 23.4 23.2 24.3 72 320,4 33.3 32.0 29.1 26.5 26.2 27.4 74 329,3 37.8 36.4 33.0 30.0 29.4 30.8 76 338,2 42.8 41.2 37.3 33.8 33.1 34.5 78 347,1 48.4 46.5 42.0 38.0 37.0 38.6 80 356,0 54.4 52.3 47.2 42.5 41.3 43.0 82 364,9 61.1 58.7 52.9 47.6 46.0 47.8 84 373,8 68.4 65.7 59.2 53.0 51.2 53.0 86 382,7 76.3 73.3 66.0 59.0 56.8 58.6 88 391,6 85.0 81.6 73.4 65.5 62.8 64.7 90 400,5 94.4 90.6 81.5 72.6 69.4 71.3

132

Bảng B.2 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục kép, dùng trong mặt đường mềm, khi pt = 2,0

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17,8 .0003 .0003 .0003 .0002 .0002 .0002 6 26,7 .001 .001 .001 .001 .001 .001 8 35,6 .003 .003 .003 .003 .003 .003

10 44,5 .007 .008 .008 .007 .006 .006 12 53,4 .013 .016 .016 .014 .013 .012 14 62,3 .024 .029 .029 .026 .024 .023 16 71,2 .041 .048 .050 .046 .042 .040 18 80,0 .066 .077 .081 .075 .069 .066 20 89,0 .103 .117 .124 .117 .109 .105 22 97,9 .156 .171 .183 .174 .164 .158 24 108,8 .227 .244 .260 .252 .239 .231 26 115,7 .322 .340 .360 .353 .338 .329 28 124,6 .447 .465 .487 .481 .466 .455 30 133,5 .607 .623 .646 .643 .627 .617 32 142,4 .810 .823 .843 .842 .829 .819 34 151,3 1.06 1.07 1.08 1.08 1.08 1.07 36 160,2 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 38 169,1 1.76 1.75 1.73 1.72 1.73 1.74 40 178,0 2.22 2.19 2.15 2.13 2.16 2.18 42 186,9 2.77 2.73 2.64 2.62 2.66 2.70 44 195,8 3.42 3.36 3.23 3.18 3.24 3.31 46 204,7 4.20 4.11 3.92 3.83 3.91 4.02 48 213,6 5.10 4.98 4.72 4.58 4.68 4.83 50 222,5 6.15 5.99 5.64 5.44 5.56 5.77 52 231,4 7.37 7.16 6.71 6.43 6.56 6.83 54 240,3 8.77 8.51 7.93 7.55 7.69 8.03 56 249,2 10.4 10.1 9.3 8.8 9.0 9.4 58 258,1 12.2 11.8 10.9 10.3 10.4 10.9 60 267,0 14.3 13.8 12.7 11.9 12.0 12.6 62 275,9 16.6 16.0 14.7 13.7 13.8 14.5 64 284,8 19.3 18.6 17.0 15.8 15.8 16.6 66 293,7 22.2 21.4 19.6 18.0 18.0 18.9 68 302,6 25.5 24.6 22.4 20.6 20.5 21.5 70 311,5 29.2 28.1 25.6 23.4 23.2 24.3 72 320,4 33.3 32.0 29.1 26.5 26.2 27.4 74 329,3 37.8 36.4 33.0 30.0 29.4 30.8 76 338,2 42.8 41.2 37.3 33.8 33.1 34.5 78 347,1 48.4 46.5 42.0 38.0 37.0 38.6 80 356,0 54.4 52.3 47.2 42.5 41.3 43.0 82 364,9 61.1 58.7 52.9 47.6 46.0 47.8 84 373,8 68.4 65.7 59.2 53.0 51.2 53.0 86 382,7 76.3 73.3 66.0 59.0 56.8 58.6 88 391,6 85.0 81.6 73.4 65.5 62.8 64.7 90 400,5 94.4 90.6 81.5 72.6 69.4 71.3

133

Table B.3. Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements, Triple Axles and pt of 2.0

Axle Load Pavement Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8.9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17.8 .0001 .0001 .0001 .0001 .0001 .0001 6 26,7 .0004 .0004 .0003 .0003 .0003 .0003 8 35,6 .0009 .0010 .0009 .0008 .0007 .0007 10 44,5 .002 .002 .002 .002 .002 .001 12 53,4 .004 .004 .004 .003 .003 .003 14 62,3 .006 .007 .007 .006 .006 .005 16 71,2 .010 .012 .012 .010 .009 .009 18 80,0 .016 .019 .019 .017 .015 .015 20 89,0 .024 .029 .029 .026 .024 .023 22 97,9 .034 .042 .042 .038 .035 .034 24 108,8 .049 .058 .060 .055 .051 .048 26 115,7 .068 .080 .083 .077 .071 .068 28 124,6 .093 .107 .113 .105 .098 .094 30 133,5 .125 .140 .149 .140 .131 .126 32 142,4 .164 .182 .194 .184 .173 .167 34 151,3 .213 .233 .248 .238 .225 .217 36 160,2 .273 .294 .313 .303 .288 .279 38 169,1 .346 .368 .390 .381 .364 .353 40 178,0 .434 .456 .481 .473 .454 .443 42 186,9 .538 .560 .587 .580 .561 .548 44 195,8 .662 .682 .710 .705 .686 .673 46 204,7 .807 .825 .852 .849 .831 .818 48 213,6 .976 .992 1.015 1.014 .999 .987 50 222,5 1.17 1.18 1.20 1.20 1.19 1.18 52 231,4 1.40 1.40 1.42 1.42 1.41 1.40 54 240,3 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 56 249,2 1.95 1.95 1.93 1.93 1.94 1.94 58 258,1 2.29 2.27 2.24 2.23 2.25 2.27 60 267,0 2.67 2.64 2.59 2.57 2.60 2.63 62 275,9 3.10 3.06 2.98 2.95 2.99 3.04 64 284,8 3.59 3.53 3.41 3.37 3.42 3.49 66 293,7 4.13 4.05 3.89 3.83 3.90 3.99 68 302,6 4.73 4.63 4.43 4.34 4.42 4.54 70 311,5 5.40 5.28 5.03 4.90 5.00 5.15 72 320,4 6.15 6.00 5.68 5.52 5.63 5.82 74 329,3 6.97 6.79 6.41 6.20 6.33 6.56 76 338,2 7.88 7.67 7.21 6.94 7.08 7.36 78 347,1 8.88 8.63 8.09 7.75 7.90 8.23 80 356,0 9.98 9.69 9.05 8.63 8.79 9.18 82 364,9 11.2 10.8 10.1 9.6 9.8 10.2 84 373,8 12.5 12.1 11.2 10.6 10.8 11.3 86 382,7 13.9 13.5 12.5 11.8 11.9 12.5 88 391,6 15.5 15.0 13.8 13.0 13.2 13.8 90 400,5 17.2 16.6 15.3 14.3 14.5 15.2

134

Bảng B.3 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục ba dùng trong áo đường mềm, khi pt = 2,0

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17,8 .0001 .0001 .0001 .0001 .0001 .0001 6 26,7 .0004 .0004 .0003 .0003 .0003 .0003 8 35,6 .0009 .0010 .0009 .0008 .0007 .0007 10 44,5 .002 .002 .002 .002 .002 .001 12 53,4 .004 .004 .004 .003 .003 .003 14 62,3 .006 .007 .007 .006 .006 .005 16 71,2 .010 .012 .012 .010 .009 .009 18 80,0 .016 .019 .019 .017 .015 .015 20 89,0 .024 .029 .029 .026 .024 .023 22 97,9 .034 .042 .042 .038 .035 .034 24 108,8 .049 .058 .060 .055 .051 .048 26 115,7 .068 .080 .083 .077 .071 .068 28 124,6 .093 .107 .113 .105 .098 .094 30 133,5 .125 .140 .149 .140 .131 .126 32 142,4 .164 .182 .194 .184 .173 .167 34 151,3 .213 .233 .248 .238 .225 .217 36 160,2 .273 .294 .313 .303 .288 .279 38 169,1 .346 .368 .390 .381 .364 .353 40 178,0 .434 .456 .481 .473 .454 .443 42 186,9 .538 .560 .587 .580 .561 .548 44 195,8 .662 .682 .710 .705 .686 .673 46 204,7 .807 .825 .852 .849 .831 .818 48 213,6 .976 .992 1.015 1.014 .999 .987 50 222,5 1.17 1.18 1.20 1.20 1.19 1.18 52 231,4 1.40 1.40 1.42 1.42 1.41 1.40 54 240,3 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 56 249,2 1.95 1.95 1.93 1.93 1.94 1.94 58 258,1 2.29 2.27 2.24 2.23 2.25 2.27 60 267,0 2.67 2.64 2.59 2.57 2.60 2.63 62 275,9 3.10 3.06 2.98 2.95 2.99 3.04 64 284,8 3.59 3.53 3.41 3.37 3.42 3.49 66 293,7 4.13 4.05 3.89 3.83 3.90 3.99 68 302,6 4.73 4.63 4.43 4.34 4.42 4.54 70 311,5 5.40 5.28 5.03 4.90 5.00 5.15 72 320,4 6.15 6.00 5.68 5.52 5.63 5.82 74 329,3 6.97 6.79 6.41 6.20 6.33 6.56 76 338,2 7.88 7.67 7.21 6.94 7.08 7.36 78 347,1 8.88 8.63 8.09 7.75 7.90 8.23 80 356,0 9.98 9.69 9.05 8.63 8.79 9.18 82 364,9 11.2 10.8 10.1 9.6 9.8 10.2 84 373,8 12.5 12.1 11.2 10.6 10.8 11.3 86 382,7 13.9 13.5 12.5 11.8 11.9 12.5 88 391,6 15.5 15.0 13.8 13.0 13.2 13.8 90 400,5 17.2 16.6 15.3 14.3 14.5 15.2

135

Table B.4- Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements, Single Axles and pt of 2.5

Axle Load Pavement Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0004 .0004 .0003 .0002 .0002 .0002

4 17,8 .003 .004 .004 .003 .002 .002 6 26,7 .011 .017 .017 .013 .010 .009 8 35,6 .032 .047 .051 .041 .034 .031

10 44,5 .078 .102 .118 .102 .088 .080

12 53,4 .168 .198 .229 .213 .189 .176 14 62,3 .328 .358 .399 .388 .360 .342 16 71,2 .591 .613 .646 .645 .623 .606 18 80,0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 20 89,0 1.61 1.57 1.49 1.47 1.51 1.55 22 97,9 2.48 2.38 2.17 2.09 2.18 2.30 24 108,8 3.69 3.49 3.09 2.89 3.03 3.27 26 115,7 5.33 4.99 4.31 3.91 4.09 4.48 28 124,6 7.49 6.98 5.90 5.21 5.39 5.98 30 133,5 10.3 9.5 7.9 6.8 7.0 7.8 32 142,4 13.9 12.8 10.5 8.8 8.9 10.0 34 151,3 18.4 16.9 13.7 11.3 11.2 12.5 36 160,2 24.0 22.0 17.7 14.4 13.9 15.5 38 169,1 30.9 28.3 22.6 18.1 17.2 19.0 40 178,0 39.3 35.9 28.5 22.5 21.1 23.0 42 186,9 49.3 45.0 35.6 27.8 25.6 27.7 44 195,8 61.3 55.9 44.0 34.0 31.0 33.1 46 204,7 75.5 68.8 54.0 41.4 37.2 39.3 48 213,6 92.2 83.9 65.7 50.1 44.5 46.5 50 222,5 112. 102. 79. 60. 53. 55.

136

Bảng B.4 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục đơn, dùng trong áo đường mềm khi pt = 2,5

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0004 .0004 .0003 .0002 .0002 .0002

4 17,8 .003 .004 .004 .003 .002 .002 6 26,7 .011 .017 .017 .013 .010 .009 8 35,6 .032 .047 .051 .041 .034 .031

10 44,5 .078 .102 .118 .102 .088 .080

12 53,4 .168 .198 .229 .213 .189 .176 14 62,3 .328 .358 .399 .388 .360 .342 16 71,2 .591 .613 .646 .645 .623 .606 18 80,0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 20 89,0 1.61 1.57 1.49 1.47 1.51 1.55 22 97,9 2.48 2.38 2.17 2.09 2.18 2.30 24 108,8 3.69 3.49 3.09 2.89 3.03 3.27 26 115,7 5.33 4.99 4.31 3.91 4.09 4.48 28 124,6 7.49 6.98 5.90 5.21 5.39 5.98 30 133,5 10.3 9.5 7.9 6.8 7.0 7.8 32 142,4 13.9 12.8 10.5 8.8 8.9 10.0 34 151,3 18.4 16.9 13.7 11.3 11.2 12.5 36 160,2 24.0 22.0 17.7 14.4 13.9 15.5 38 169,1 30.9 28.3 22.6 18.1 17.2 19.0 40 178,0 39.3 35.9 28.5 22.5 21.1 23.0 42 186,9 49.3 45.0 35.6 27.8 25.6 27.7 44 195,8 61.3 55.9 44.0 34.0 31.0 33.1 46 204,7 75.5 68.8 54.0 41.4 37.2 39.3 48 213,6 92.2 83.9 65.7 50.1 44.5 46.5 50 222,5 112. 102. 79. 60. 53. 55.

137

Table B.5- Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements, Tandem Axles and pt of 2.5

Axle Load Pavements Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8.9 .0001 .0001 .0001 .0000 .0000 .0000 4 17.8 .0005 .0005 .0004 .0003 .0003 .0002 6 26,7 .002 .002 .002 .001 .001 .001 8 35,6 .004 .006 .005 .004 .003 .003 10 44,5 .008 .013 .011 .009 .007 .006 12 53,4 .015 .024 .023 .018 .014 .013 14 62,3 .026 .041 .042 .033 .027 .024 16 71,2 .044 .065 .070 .057 .047 .043 18 80,0 .070 .097 .109 .092 .077 .070 20 89,0 .107 .141 .162 .141 .121 .110 22 97,9 .160 .198 .229 .207 .180 .166 24 108,8 .231 .273 .315 .292 .260 .242 26 115,7 .327 .370 .420 .401 .364 .342 28 124,6 .451 .493 .548 .534 .495 .470 30 133,5 .611 .648 .703 .695 .658 .633 32 142,4 .813 .843 .889 .887 .857 .834 34 151,3 1.06 1.08 1.11 1.11 1.09 1.08 36 160,2 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 38 169,1 1.75 1.73 1.69 1.68 1.70 1.73 40 178,0 2.21 2.16 2.06 2.03 2.08 2.14 42 186,9 2.76 2.67 2.49 2.43 2.51 2.61 44 195,8 3.41 3.27 2.99 2.88 3.00 3.16 46 204,7 4.18 3.98 3.58 3.40 3.55 3.79 48 213,6 5.08 4.80 4.25 3.98 4.17 4.49 50 222,5 6.12 5.76 5.03 4.64 4.86 5.28 52 231,4 7.33 6.87 5.93 5.38 5.63 6.17 54 240,3 8.72 8.14 6.95 6.22 6.47 7.15 56 249,2 10.3 9.6 8.1 7.2 7.4 8.2 58 258,1 12.1 11.3 9.4 8.2 8.4 9.4 60 267,0 14.2 13.1 10.9 9.4 9.6 10.7 62 275,9 16.5 15.3 12.6 10.7 10.8 12.1 64 284,8 19.1 17.6 14.5 12.2 12.2 13.7 66 293,7 22.1 20.3 16.6 13.8 13.7 15.4 68 302,6 25.3 23.3 18.9 15.6 15.4 17.2 70 311,5 29.0 26.6 21.5 17.6 17.2 19.2 72 320,4 33.0 30.3 24.4 19.8 19.2 21.3 74 329,3 37.5 34.4 27.6 22.2 21.3 23.6 76 338,2 42.5 38.9 31.1 24.8 23.7 26.1 78 347,1 48.0 43.9 35.0 27.8 26.2 28.8 80 356,0 54.5 49.4 39.2 30.9 29.0 31.7 82 364,9 60.6 55.4 43.9 34.4 32.0 34.8 84 373,8 67.8 61.9 49.0 38.2 35.3 38.1 86 382,7 75.7 69.1 54.5 42.3 38.8 41.7 88 391,6 84.3 76.9 60.6 46.8 42.6 45.6 90 400,5 93.7 85.4 67.1 51.7 46.8 49.7

138

Bảng B.5 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục kép, dùng trong áo đường mềm, khi pt = 2,5

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0001 .0001 .0001 .0000 .0000 .0000

4 17,8 .0005 .0005 .0004 .0003 .0003 .0002 6 26,7 .002 .002 .002 .001 .001 .001 8 35,6 .004 .006 .005 .004 .003 .003 10 44,5 .008 .013 .011 .009 .007 .006 12 53,4 .015 .024 .023 .018 .014 .013 14 62,3 .026 .041 .042 .033 .027 .024 16 71,2 .044 .065 .070 .057 .047 .043 18 80,0 .070 .097 .109 .092 .077 .070 20 89,0 .107 .141 .162 .141 .121 .110 22 97,9 .160 .198 .229 .207 .180 .166 24 108,8 .231 .273 .315 .292 .260 .242 26 115,7 .327 .370 .420 .401 .364 .342 28 124,6 .451 .493 .548 .534 .495 .470 30 133,5 .611 .648 .703 .695 .658 .633 32 142,4 .813 .843 .889 .887 .857 .834 34 151,3 1.06 1.08 1.11 1.11 1.09 1.08 36 160,2 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 38 169,1 1.75 1.73 1.69 1.68 1.70 1.73 40 178,0 2.21 2.16 2.06 2.03 2.08 2.14 42 186,9 2.76 2.67 2.49 2.43 2.51 2.61 44 195,8 3.41 3.27 2.99 2.88 3.00 3.16 46 204,7 4.18 3.98 3.58 3.40 3.55 3.79 48 213,6 5.08 4.80 4.25 3.98 4.17 4.49 50 222,5 6.12 5.76 5.03 4.64 4.86 5.28 52 231,4 7.33 6.87 5.93 5.38 5.63 6.17 54 240,3 8.72 8.14 6.95 6.22 6.47 7.15 56 249,2 10.3 9.6 8.1 7.2 7.4 8.2 58 258,1 12.1 11.3 9.4 8.2 8.4 9.4 60 267,0 14.2 13.1 10.9 9.4 9.6 10.7 62 275,9 16.5 15.3 12.6 10.7 10.8 12.1 64 284,8 19.1 17.6 14.5 12.2 12.2 13.7 66 293,7 22.1 20.3 16.6 13.8 13.7 15.4 68 302,6 25.3 23.3 18.9 15.6 15.4 17.2 70 311,5 29.0 26.6 21.5 17.6 17.2 19.2 72 320,4 33.0 30.3 24.4 19.8 19.2 21.3 74 329,3 37.5 34.4 27.6 22.2 21.3 23.6 76 338,2 42.5 38.9 31.1 24.8 23.7 26.1 78 347,1 48.0 43.9 35.0 27.8 26.2 28.8 80 356,0 54.5 49.4 39.2 30.9 29.0 31.7 82 364,9 60.6 55.4 43.9 34.4 32.0 34.8 84 373,8 67.8 61.9 49.0 38.2 35.3 38.1 86 382,7 75.7 69.1 54.5 42.3 38.8 41.7 88 391,6 84.3 76.9 60.6 46.8 42.6 45.6 90 400,5 93.7 85.4 67.1 51.7 46.8 49.7

139

Table B.6- Axle Load Equivalency Factors for Flexible Pavements, Triple Axles and pt of 2.5

Axle Load Pavements Structural Number (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8.9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17.8 .0002 .0002 .0002 .0001 .0001 .0001 6 26,7 .0006 .0007 .0005 .0004 .0003 .0003 8 35,6 .001 .002 .001 .001 .001 .001

10 44,5 .003 .004 .003 .002 .002 .002 12 53,4 .005 .007 .006 .004 .003 .003 14 62,3 .008 .012 .010 .008 .006 .006 16 71,2 .012 .019 .018 .013 .011 .010 18 80,0 .018 .029 .028 .021 .017 .016 20 89,0 .027 .042 .042 .032 .027 .024 22 97,9 .038 .058 .060 .048 .040 .036 24 108,8 .053 .078 .084 .068 .057 .051 26 115,7 .072 .103 .114 .095 .080 .072 28 124,6 .098 .133 .151 .128 .109 .099 30 133,5 .129 .169 .195 .170 .145 .133 32 142,4 .169 .213 .247 .220 .191 .175 34 151,3 .219 .266 .308 .281 .246 .228 36 160,2 .279 .329 .379 .352 .313 .292 38 169,1 .352 .403 .461 .436 .393 .368 40 178,0 .439 .491 .554 .533 .487 .459 42 186,9 .543 .594 .661 .644 .597 .567 44 195,8 .666 .714 .781 .769 .723 .692 46 204,7 .811 .854 .918 .911 .868 .838 48 213,6 .979 1.015 1.072 1.069 1.033 1.005 50 222,5 1.17 1.20 1.24 1.25 1.22 1.20 52 231,4 1.40 1.41 1.44 1.44 1.43 1.41 54 240,3 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 56 249,2 1.95 1.93 1.90 1.90 1.91 1.93 58 258,1 2.29 2.25 2.17 2.16 2.20 2.24 60 267,0 2.67 2.60 2.48 2.44 2.51 2.58 62 275,9 3.09 3.00 2.82 2.76 2.85 2.95 64 284,8 3.57 3.44 3.19 3.10 3.22 3.36 66 293,7 4.11 3.94 3.61 3.47 3.62 3.81 68 302,6 4.71 4.49 4.06 3.88 4.05 4.30 70 311,5 5.38 5.11 4.57 4.32 4.52 4.84 72 320,4 6.12 5.79 5.13 4.80 5.03 5.41 74 329,3 6.93 6.54 5.74 5.32 5.57 6.04 76 338,2 7.84 7.37 6.41 5.88 6.15 6.71 78 347,1 8.83 8.28 7.14 6.49 6.78 7.43 80 356,0 9.92 9.28 7.95 7.15 7.45 8.21 82 364,9 11.1 10.4 8.8 7.9 8.2 9.0 84 373,8 12.4 11.6 9.8 8.6 8.9 9.9 86 382,7 13.8 12.9 10.8 9.5 9.8 10.9 88 391,6 15.4 14.3 11.9 10.4 10.6 11.9 90 400,5 17.1 15.8 13.2 11.3 11.6 12.9

140

Bảng B.6 - Các hệ số tương đương để chuyển đổi trục xe là trục ba, dùng trong áo đường mềm, khi pt = 2,5

Tải trọng trục Chỉ số kết cấu áo đường (SN) kips (kN) 1 2 3 4 5 6

2 8,9 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 4 17,8 .0002 .0002 .0002 .0001 .0001 .0001 6 26,7 .0006 .0007 .0005 .0004 .0003 .0003 8 35,6 .001 .002 .001 .001 .001 .001

10 44,5 .003 .004 .003 .002 .002 .002 12 53,4 .005 .007 .006 .004 .003 .003 14 62,3 .008 .012 .010 .008 .006 .006 16 71,2 .012 .019 .018 .013 .011 .010 18 80,0 .018 .029 .028 .021 .017 .016 20 89,0 .027 .042 .042 .032 .027 .024 22 97,9 .038 .058 .060 .048 .040 .036 24 108,8 .053 .078 .084 .068 .057 .051 26 115,7 .072 .103 .114 .095 .080 .072 28 124,6 .098 .133 .151 .128 .109 .099 30 133,5 .129 .169 .195 .170 .145 .133 32 142,4 .169 .213 .247 .220 .191 .175 34 151,3 .219 .266 .308 .281 .246 .228 36 160,2 .279 .329 .379 .352 .313 .292 38 169,1 .352 .403 .461 .436 .393 .368 40 178,0 .439 .491 .554 .533 .487 .459 42 186,9 .543 .594 .661 .644 .597 .567 44 195,8 .666 .714 .781 .769 .723 .692 46 204,7 .811 .854 .918 .911 .868 .838 48 213,6 .979 1.015 1.072 1.069 1.033 1.005 50 222,5 1.17 1.20 1.24 1.25 1.22 1.20 52 231,4 1.40 1.41 1.44 1.44 1.43 1.41 54 240,3 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 56 249,2 1.95 1.93 1.90 1.90 1.91 1.93 58 258,1 2.29 2.25 2.17 2.16 2.20 2.24 60 267,0 2.67 2.60 2.48 2.44 2.51 2.58 62 275,9 3.09 3.00 2.82 2.76 2.85 2.95 64 284,8 3.57 3.44 3.19 3.10 3.22 3.36 66 293,7 4.11 3.94 3.61 3.47 3.62 3.81 68 302,6 4.71 4.49 4.06 3.88 4.05 4.30 70 311,5 5.38 5.11 4.57 4.32 4.52 4.84 72 320,4 6.12 5.79 5.13 4.80 5.03 5.41 74 329,3 6.93 6.54 5.74 5.32 5.57 6.04 76 338,2 7.84 7.37 6.41 5.88 6.15 6.71 78 347,1 8.83 8.28 7.14 6.49 6.78 7.43 80 356,0 9.92 9.28 7.95 7.15 7.45 8.21 82 364,9 11.1 10.4 8.8 7.9 8.2 9.0 84 373,8 12.4 11.6 9.8 8.6 8.9 9.9 86 382,7 13.8 12.9 10.8 9.5 9.8 10.9 88 391,6 15.4 14.3 11.9 10.4 10.6 11.9 90 400,5 17.1 15.8 13.2 11.3 11.6 12.9

141

APPENDIX C (defined)

1 Determining the resilient modulus of Soil Material (MR) by the Laboratory Test Method

2 Determining the resilient modulus of Granular Material (graded aggregate) Used in Base and Sub-base Courses by the Laboratory Test Method

C.1 This appendix covers the laboratory test method to determine resilient modulus (MR) of untreated road-bed soil and graded granular material for base, sub-base of pavement according to AASHTO T 292 - 91.

This testing method simulates physical conditions and the stress states in the material beneath flexible pavement, when subjected to moving wheel load.

The testing method is applicable for undisturbed samples of roadbed soil taken from coring and also for disturbed samples of roadbed soil and granular material for base and sub-base courses using static, impact or vibratory compaction methods depending on specified requirements.

C.2 Test principles are summarized as follows

Axial stress with given magnitude, repeated loading duration and frequency is produced on the cylindrical material specimen to be tested ( roadbed soil or graded aggregate). During repeated loading of vertical deviator stress, the specimen is subjected to static stresses at its periphery, created by pressure of the Triaxial Chamber.

The vertical recovered strain data which are recorded with acting load by means of two linear variable differential transformer (LVDT) are used to calculate the resilient modulus of the material specimen (MR) by following formulae:

dR

r

SM

E= (C.1)

Where:

Sd - repeated axial stress, (kPa)

Sd - S1 -S3; (C.2)

Er - the resilient ( recoverable) axial strain due to Sd, mm/mm;

S1 - total axial stress ( major principal stress), kPa;

S3 - minor principal stress (kPa) The minor principal stress, S3 , is assumed as the principal intermediate, S2 ,equal to total radial stresses created by pressure chamber;

Mr - resilient modulus of test material, kPa.

142

Phụ lục C (Quy định)

1 Xác định mô đun đàn hồi của đất nền (MR) bằng thí nghiệm các mẫu đất ở trong phòng thí nghiệm

2 Xác định mô đun đàn hồi của vật liệu hạt (cấp phối đá) dùng làm lớp móng trên và móng dưới bằng thí nghiệm các mẫu cấp phối đá ở trong phòng thí nghiệm

C.1 Trong Phụ lục C này, giới thiệu phương pháp thí nghiệm trong phòng để xác định mô đun đàn hồi (MR) của đất nền và mô đun đàn hồi của cấp phối đá không gia cố dùng làm lớp móng trên, móng dưới của áo đường, theo tiêu chuẩn AASHTO T 292-91.

Phương pháp thí nghiệm này mô phỏng các điều kiện vật lý cũng như các trạng thái ứng suất của vật liệu nằm dưới áo đường mềm, khi chịu tác dụng của tải trọng của bánh xe đang chạy.

Phương pháp thí nghiệm này được áp dụng cho các mẫu nguyên dạng của đất nền được lấy từ lỗ khoan về, cũng như cho các mẫu đã bị xáo động của đất nền hoặc của vật liệu cấp phối của lớp móng trên và lớp móng dưới được chế bị lại bằng cách đầm nén theo các phương pháp tĩnh, động hay chấn động tuỳ theo các yêu cầu quy định.

C.2 Nguyên tắc thí nghiệm được tóm tắt như sau :

Ứng suất dọc trục có độ lớn, thời gian tác dụng và tần số quy định tác dụng trùng phục lên một mẫu vật liệu cần thí nghiệm (đất nền hoặc cấp phối hạt) hình trụ. Trong khi chịu tác dụng trùng phục của độ lệch ứng suất thẳng đứng mẫu còn chịu một ứng suất tĩnh bao quanh nó do buồng áp lực của thiết bị nén ba trục tạo ra. Biến dạng phục hồi thẳng đứng được ghi lại đồng thời với lực tác dụng nhờ hai đầu đo vi biến dạng và dùng để tính toán mô đun đàn hồi MR của mẫu vật liệu thí nghiệm theo công thức :

dR

r

SM

E= (C.1)

trong đó :

Sd - độ lệch (deviator) ứng suất (tức là deviator ứng suất hướng trục trùng phục), kPa;

Sd = S1 - S3 (C.2)

Er - độ biến dạng đàn hồi (phục hồi) dọc trục của mẫu dưới tác dụng của ứng suất Sd, mm/mm;

S1 - tổng ứng suất hướng trục (ứng suất chính lớn nhất), kPa;

S3 - ứng suất chính nhỏ nhất, kPa; ứng suất chính nhỏ nhất S3 là bằng ứng chính trung gian S2 và chúng bằng tổng ứng suất hướng tâm tạo nên bởi buồng áp lực của thiết bị nén ba trục;

Mr - mô đun đàn hồi của vật liệu mẫu thí nghiệm, kPa.

143

C.3 Testing apparatus ( see the Figure C.1) It consists of the following components:

Figure C.1- Triaxial Chamber with Internal LVDTs and Load Cell

C.3.1 The pressure chamber used to contain the specimen and confirming fluid during the test.

C.3.2 Loading device - the external loading source which may be any device capable of providing varying repeated loads for load durations equal to 0.1; 0.15; 1.0 seconds (preferably 0.05 seconds) (see the Table C.1) and a fixed cycle duration of between one and three seconds load wave in the approximate form of a sinusoid.

C.3.3 Specimen axial deformation measuring equipment

This consist of two linear variable differential transformers (LVDT) mounted 180 degrees diametrically opposed about the specimen’s axis and connected with the conductor leading outward outside pressure chamber.

Table C.1- Load duration for specimens of cohesive subgrade soils

Load duration, S

Pavement design speed (km/h) Depth below pavement surface ≤ 508mm >508mm

≤ 72 0.10 0.15 > 72 0.05 (possibly use 0.1S) 0.10

144

C.3 Thiết bị thí nghiệm (xem Hình C.1), bao gồm các bộ phận sau:

Hình C.1 - Mô hình buồng áp lực của thiết bị nén ba trục

C.3.1 Buồng áp lực, để chứa mẫu và giữ chất lỏng trong cả quá trình thí nghiệm.

C.3.2 Thiết bị truyền tải là một nguồn cung cấp tải trọng ngoài bất kỳ có khả năng tạo ra các tải trọng trùng phục khác nhau với thời gian tác dụng tải trọng bằng 0,1; 0,15; 1,0 giây (thường là 0,05 giây) (xem Bảng C.1), và thời gian mỗi chu kỳ trong khoảng từ 1 giây đến 3 giây. Dạng sóng của tác dụng tải trọng có dạng gần với biến đổi hình sin.

C.3.3 Thiết bị đo biến dạng thẳng đứng (hướng trục) của mẫu gồm hai đầu đo biến dạng thẳng đứng (LVDT), được bố trí đối xứng 180o

qua trục tâm của mẫu và được nối với dây dẫn đưa ra phía ngoài của buồng áp lực.

Bảng C.1 - Thời gian tác dụng của tải trọng trên mẫu đất dính của đất nền đường

Thời gian tác dụng của tải trọng (giây) Tốc độ thiết kế của xe Chiều sâu kể từ mặt của lớp mặt đường

chạy trên mặt đường (Km/h) ≤ 508 mm > 508 mm ≤ 72 0,1 0,15 > 72 0,05 (có thể bằng 0,1 giây) 0,1

145

Table C.2- Selection of compaction method for preparing laboratory compacted specimens In-place conditions of roadbed soil Applicable compaction

method when preparing specimens

Saturation at time of compaction ( Percent)

Post- construction, In-service moisture content

< 80 Less than the moisture content at time of construction

- T99 or T180 and - Static method

>80 reater than or equal to the moisture content me of construction

- T99 or T180

<80 reater than the moisture content at time onstruction

- Static method

C.3.4 Specimen axial load measurement device

An electronic load cell is used to monitor the repeated load mounted on top platen above specimen surface.

C.3.5 Data acquisition devices are used for measuring and recording repeated axial load and simultaneously measuring vertical deformation.

C.3.6 Test chamber pressure measuring and controlling devices. Chamber pressure is adjusted by a pressure regulator with a capacity of at least 207 KPa and capability of control to 1 KPa ( accuracy).

C.3.7 Equipment for preparing specimens

Depending on condition of material’s moisture content at site during sampling and soil saturation at time of compaction, select compaction method and devices either static, vibratory or standard compaction method (Standard compaction in AASHTO T99 or modified method in AASHTO T180, see Table C.2)

C.3.8 Rubber membranes to encase the specimen

It shall be of good quality new and unstretched membrane with a diameter between 90 and 95 percent of that of specimen. The membrane thickness shall not exceed 1 percent of the diameter of the specimen so as to tightly encase the specimen. Two membranes are to be used to encase specimen of sharp angular material to prevent tearing.

C.4 Preparation of test specimens

C.4.1 Specimen size:Specimen length should not be less than two times the diameter. Minimum specimen diameter is 71mm.

C.4.2 Maximum particle size of material in specimen:The material (soil, graded aggregate ...) used in specimen shall have a minimum of 90 percent by mass of the material quantity used to prepare the specimen and a maximum particle finer than 1/6 specimen’s diameter. The maximum particle size of the remaining material shall be no larger than 1/4 of specimen’s diameter.

C.4.3 For undisturbed specimens taken at site.These shall be prepared and trimmed in such a manner not to cause increased specimen disturbance, following specification of sampling undisturbly in bore holes as described in AASHTO. T 234 – 85

C.4.4 Preparation of soil for laboratory compacted specimens shall be made according to the following procedure:

1. If the soil samples are damp when received from the field, dry in air or by use of drying apparatus such that the temperature does not exceed 600C. Then separate the aggregations but not to break the particles.

2. Sieve the separated soil through an appropriate sieve size to get material particle sizes as stated at the Section C.4.2. Note on report sheet the granular proportion and amount discarded or rejected.

146

Bảng C.2 - Chọn cách đầm nén khi chế bị mẫu trong phòng thí nghiệm

Điều kiện tại hiện trường của đất nền Chọn phương pháp đầm nén kh

chế bị mẫu ộ bão hoà tại lúc đầm nè

(%) Độ ẩm của đất nền sau khi thi công, lúc

khai thác đường < 80 nhỏ hơn độ ẩm của đất nền vào thời điểm

xây dựng đường - T99 hoặc T180 và

- Phương pháp tĩnh > 80 bằng hoặc lớn hơn độ ẩm của đất nền

vào thời điểm xây dựng đường - T99 hoặc T180

< 80 lớn hơn độ ẩm của đất nền vào thời điểm xây dựng đường

- Phương pháp tĩnh

C.3.4 Thiết bị đo tải trọng hướng trục tác dụng lên mẫu: một hộp tế bào điện tử để truyền ghi tác dụng của tải trọng trùng phục, được đặt trên tấm đệm trên, nằm trên mặt trên của mẫu.

C.3.5 Thiết bị thu nhận và ghi lại các số liệu đo được về tải trọng trùng phục hướng trục đồng thời với các biến dạng thẳng đứng.

C.3.6 Các thiết bị kiểm tra và đo áp lực ở buồng áp lực. áp lực trong buồng được điều chỉnh bởi một máy điều hoà áp lực, có công suất ít nhất là bằng 207kPa và có độ chính xác 1kPa.

C.3.7 Thiết bị để chế bị mẫu thí nghiệm. Tùy theo điều kiện độ ẩm của vật liệu tại hiện trường khi lấy mẫu và độ bão hoà của đất tại lúc đầm lèn mà chọn phương pháp và dụng cụ đềm nén theo nén tĩnh, đầm nén chấn động, hay đầm nén tiêu chuẩn (AASHTO T99), hoặc đầm nén cải tiến (AASHTO T180) (Bảng C.2).

C.3.8 Màng cao su bọc mẫu phải tốt và mới, không bị thủng. Đường kính của màng cao su (khi chưa căng) bằng 90 đến 95% đường kính của mẫu, để có thể ôm sát mẫu . Chiều dày của màng cao su không lớn hơn 1% đường kính của mẫu. Có thể dùng 2 màng cao su để bọc mẫu khi mẫu có đá có cạnh sắc ở phía ngoài, để đề phòng rách màng bọc.

C.4 Cách chuẩn bị mẫu:

C.4.1 Kích cỡ mẫu: chiều dài mẫu không nhỏ hơn 2 lần đường kính mẫu. Đường kính bé nhất của mẫu là 71mm.

C.4.2 Cỡ hạt to nhất của vật liệu đúc mẫu: vật liệu (đất, cấp phối đá…) dùng để chế bị mẫu phải có ít nhất 90% theo khối lượng các hạt có kích cỡ lớn nhất không quá 1/6 đường kính mẫu; số hạt còn lại phải có cỡ hạt không lớn hơn 1/4 đường kính của mẫu

C.4.3 Đối với mẫu nguyên dạng lấy từ hiện trường về, trong khi chuẩn bị và cắt gọt không được làm xáo động mẫu, chuẩn bị theo tiêu chuẩn mẫu khoan nguyên dạng (AASHTO.T 234-85)

C.4.4 Chuẩn bị đất để tạo mẫu bằng đầm nén trong phòng thí nghiệm theo trình tự sau:

1. Đất ẩm lấy từ hiện trường về được phơi khô ngoài không khí, hoặc sấy khô ở nhiệt độ không quá 60 oC. Sau đó làm tơi đất ra nhưng không làm vỡ các hạt.

2. Rây qua các rây có cỡ thích hợp để có các vật liệu có cỡ hạt như quy định ở C.4.2. Ghi lại lượng hạt theo các cỡ và lượng hạt bị loại bỏ.

147

3.Determine the moisture content of soil sample dried (W1); the sample shall not have a mass less than 200 g ( for soils with a maximum particle size passing through the sieve series 4.75mm).

4.Determine the volume (V) of the specimen to be prepared to form the dimensions as stipulated at the Section C.4.1. A specimen greater than 13mm in height is generally adequate for later trimming.

5.Determine the mass of dried soil solids (Ms) and water (Mc); these are required to obtain the desired dry density (Yd) and water content (Wc) as follows:

Ms (kg) = Yd (kg/m3) x V(m3); (C.3)

Mc(kg) = Ms (kg) x Wc ( percent/100); (C.4)

6.Determine the mass of air-dried, or oven-dried soils (Mad) required to obtain Ms. An additional amount (Mas) of, at least, 500g should be required to provide material for the determination of moisture content at the time of compaction:

Mad (g) = (Mas + Ms) x [1 + W1/100]; (C.5)

7.Determine the mass of water (Maw) required to increase the moisture content of dried soil (W1) up to the desired compaction moisture content (Wc) as follows:

Maw (g) = (Ms+ Mas) x [(Wc - W1)/100]; (C.6)

8.Determine the wet mass of soil (Mt) to be compacted to prepare the specimen of volume (V) determined in the step 4 as follows

Mt(g) = Ms x [1 + Wc/100]; (C.7)

9.Place the mass of soil (Mad), determined in the step 6, into a mixing container;

10.Gradually, add water (Maw), determined in the step 7, to the soil in the container and mix throughly, water with soil, after each addition;

11.Place the mixture and container in a plastic bag. Seal the bag and store in an atmosphere of at least 75 percent relative humidity for 24 hours. Ensure a complete seal by using 2 or more bags;

12.Finally, weigh it to determine the mass of wet soil ( wet soil, container ) to the nearest gram and record the value on the appropriate forms as shown in Figure C.2.

C.4.5 Compaction of cohesive materials

The Mr test results are effected by the specimen’s soil structure. Since the various compaction methods will impart different structures to the specimen, the method selected should simulate field conditions ( static, vibratory or T99 – T180). Selection of the compaction method depends on the expected field soil characteristics and moisture at the time of compaction and later, in-place (Table C.2).

C.4.6 Compaction of granular materials ( Graded aggregate)

In this case, the soil structure is generally not important. Therefore, any of the compaction methods ( static, vibratory, AASHTO 180) may be used. The vibratory method may be necessary for specimens which lack sufficient apparent cohesion to withstand extrusion, transportation and placing in rubber membrane to placing in pressure chamber.

148

3. Xác định độ ẩm của mẫu đất đã được phơi khô hay sấy khô (W1). Mẫu đã phơi khô hay sấy khô để đem xác định độ ẩm phải có khối lượng không nhỏ hơn 200 g (nếu mẫu đất có cỡ hạt lớn nhất đều lọt qua sàng 4,75 mm - No4), và không nhỏ hơn 500 g (nếu mẫu đất có cỡ hạt lớn nhất còn nằm lại trên sàng 4,75 mm).

4. Xác định thể tích (V) của mẫu đất sẽ được tạo thành có kích cỡ như quy định trong C.4.1. Nên dự kiến mẫu cao hơn 13 mm để sau này gọt bỏ thì vừa.

5. Xác định khối lượng của cốt liệu đất sấy khô (MS) và khối lượng nước (MC) cần thiết để đạt được dung trọng khô mong muốn (Yd) và độ ẩm mong muốn (Wc) theo các công thức sau :

MS (kg) = Yd (kg/m3) x V (m3) (C-3)

Mc (kg) = Ms (kg) x Wc (/100) (C-4)

6. Xác định khối lượng của đất cần đem phơi khô (hay sấy khô) (Mad) cần thiết để có được khối lượng (MS) đã sấy khô. Cũng cần tính thêm vào đấy một khối lượng đất (Mas) ít nhất là 500g để sau này dùng xác định độ ẩm của đất khi đầm nén; vậy

Mad (g) = (Mas + Ms) x [1 + (W1/100)] (C-5)

7. Xác định lượng nước (Maw) cần thiết để làm tăng độ ẩm của đất đã phơi khô (W1) lên đến độ ẩm mong muốn khi đầm nén (Wc) theo công thức :

Maw (g) = (Ms + Mas) x [(Wc - W1)/100] (C-6)

8. Xác định khối lượng đất ẩm (Mt) cần đem đầm nén để tạo mẫu có thể tích V đã xác định ở bước 4, theo công thức:

Mt (g) = Ms (1 + Wc/100) (C-7)

9. Cho tất cả khối lượng đất Mad (đã xác định ở bước 6) vào một chậu trộn.

10. Tưới khối lượng nước Maw (đã xác định ở bước 7) vào lượng đất ở trong chậu, cho dần dần và đảo trộn cho đều sau mỗi lần thêm.

11. Gói hỗn hợp đất và chậu trong một túi plastic. Có thể dùng 2,3 túi plastic bọc ngoài cho kín. Dán kín túi lại và để túi đất ấy ngoài không khí (có độ ẩm tương đối ít nhất là 75%) trong 24 giờ.

12. Sau đó đem cân, xác định khối lượng đất ẩm (đất ẩm, chậu đựng) với độ chính xác đến 1 g, và ghi vào biểu mẫu (Hình C - 2).

C.4.5 Đầm nén vật liệu đất nền (có tính dính)

Kết quả thí nghiệm Mr bị ảnh hưởng bởi cấu trúc của mẫu đất. Vì các cách đầm nén khác nhau sẽ mang lại các cấu trúc khác nhau nên phải lựa chọn cách đầm nén nào để chế bị mẫu đất (tĩnh, chấn động hay AASHTO T99 – AASHTO T180) là phải phù hợp với các điều kiện thực ở ngoài hiện trường: tuỳ theo độ ẩm của đất ở hiện trường lúc thi công và cả lúc khai thác đường (Bảng C.2) và các đặc tính dự kiến của đất ở hiện trường.

C.4.6 Đầm nén vật liệu hạt (cấp phối đá)

Vì trong trường hợp này, ảnh hưởng của cấu trúc của mẫu vật liệu cấp phối đá không quan trọng lắm nên có thể sử dụng phương pháp đầm nén bất kỳ (tĩnh, chấn động, AASHTO T180). Có khi phải dùng cách đầm nén chấn động nếu vật liệu cấp phối đá thiếu dính kết với nhau, khó giữ được hình dạng mẫu khi tháo mẫu từ khuôn ra, khi vận chuyển mẫu hay khi đưa mẫu vào màng cao su đặt vào buồng áp lực.

149

. In addition to that, vibratory compaction is desirable for granular materials, since it will cause less particle breakage. This is particularly true for open graded materials and large aggregate.

C.5 Place prepared specimen into the triaxial apparatus for testing by the following procedure:

C.5.1 Measure the height and diameter of specimen to the nearest 0.5m. Measure several times and use average value ;

C.5.2 Place the specimen into the pressure chamber and prepare the apparatus shown in Figure C.1.

C.6 Testing procedure ( triaxial apparatus)

C.6.1 For roadbed cohesive soils, the testing procedure is as follows:

1. Develop a compression of 21 kPa in the pressure chamber;

2. Open all drainage lines for a duration sufficient to complete specimen’s consolidation;

3. After the specimen is consolidated, drainage lines will be closed for saturated specimens and opened for unsaturated specimens;

4. Adjust the loading device to produce the fixed load duration selected from the Table C.1 and a fixed cycle duration of between 1.0 and 3.0 seconds; load and cycle duration should be chosen to provide a maximum 0.85 second period of relaxation between the end and beginning of consecutive load repetitions;

5. Implement an initial load phase for ensuring a perfect contact between the platens and test specimen as well as eliminating the effects of any specimen disturbance due to sampling, compaction and specimen preparation. In the initial loading stage (referred to stage for conditioning specimens to the loading behavior which shortly occurs), the test is made by applying 1000 repetitions of a deviator stress of 21 KPa (or 41 KPa). 21 KPa deviator stress shall be used for specimens with shear strengths less than or equal to 48 KPa. 41KPa deviator stress shall be for specimens with shear strengths greater than 48KPa. Shear strengths are determined by the unconsolidated, un-drained method in AASHTO T 234 - 85;

6. When the initial loading phase (specimen conditioning phase) of 1000 repetitions is complete, the

official testing phase should begin immediately without allowing time for dissipation of pore pressure. In this

official testing phase, the first test is made by applying 50 repetitions of axial deviator stress of 21 KPa value.

Record the average recoverable axial deformations of the last five repetitions. While applying repeated

loading of axial deviator stress, the pressure in chamber is constant.

If the difference between two values of recoverable vertical deformations at the 20th and 50th repetitions differs by 5% or more, then apply an additional 50 repetitions in this stressed state. Repeat the comparison for the 50th and 100th repetitions, if this difference is still greater than 5%, continue applying additional sets of 100 repetitions of axial deviator stress (magnitude same as initial being 21KPa), and repeat the above comparisons. In general, a maximum application of 200 repetitions is sufficient.

Increase the axial deviator stress magnitude to 34 KPa and apply 50 repetitions, then record the average magnitude of recoverable axial vertical deformations for the last five repetitions, when the difference between two values of recoverable deformations of specimen recorded at 20 th and 50th repetitions is less than 5%.

150

Hơn nữa, khi vật liệu là cấp phối hở, hoặc cấp phối có hạt kích cỡ lớn dùng đầm nén chấn động sẽ không làm vỡ các cốt liệu của cấp phối.

C.5 Đặt mẫu đã chế bị vào máy nén ba trục để thí nghiệm theo trình tự sau:

C.5.1 Đo chiều cao và đường kính của mẫu đã chế bị chính xác đến 0,5mm. Đo nhiều lần và lấy trung bình.

C.5.2 Đặt mẫu vào buồng áp lực và chuẩn bị các phụ kiện sẵn sàng hoạt động như trong Hình vẽ C.1.

C.6 Trình tự thí nghiệm (nén 3 trục)

C.6.1 Đối với mẫu đất nền là đất dính, tiến hành thí nghiệm theo trình tự sau :

1. Tạo ở buồng áp lực một lực nén là 21 kPa.

2. Mở các đường ống thoát nước trong thời gian đủ để các mẫu cố kết xong.

3. Sau khi mẫu đã cố kết xong, các đường ống thoát nước được đóng lại nếu mẫu đem thí nghiệm là mẫu đã bão hoà nước. Nếu mẫu đem thí nghiệm là mẫu chưa bão hoà nước thì cứ để mở các đường ống thoát nước.

4. Điều chỉnh thiết bị tạo tải trọng để có được thời gian tác dụng tải trọng đã chọn (theo Bảng C.1) và thời gian mỗi chu kỳ vào khoảng từ 1 đến 3 giây. Phải chọn như thế nào để có được thời gian giữa thời điểm kết thúc và thời điểm bắt đầu của 2 lần tác dụng tải trọng liên tiếp ít nhất là 0,85 giây (thời gian nghỉ của mẫu).

5. Tiến hành tác dụng tải trọng trong giai đoạn sơ bộ để sự tiếp xúc của mẫu với các tấm đệm được bảo đảm, đồng thời loại bỏ một số ảnh hưởng do xáo động có thể có do lấy mẫu, đầm nén và chuẩn bị mẫu. Trong giai đoạn sơ bộ này (gọi là giai đoạn cho mẫu làm quen với tình trạng chịu tác dụng lực sắp diễn ra) sẽ cho tác dụng trùng phục 1000 lần của một độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục 21 kPa (hoặc 41 kPa). Dùng 21 kPa khi cường độ kháng cắt của mẫu nhỏ hơn hay bằng 48 kPa; dùng 41 kPa khi cường độ kháng cắt của mẫu lớn hơn 48 kPa (cường độ kháng cắt thí nghiệm ở trạng thái không cố kết, không thoát nước theo AASHTO T234 - 85).

6. Sau khi tác dụng 1000 lần tải trọng trùng phục ở giai đoạn sơ bộ thì tiến hành ngay giai đoạn thí nghiệm chính thức, không để có thời gian cho áp lực lỗ rỗng trong mẫu tiêu đi.

Trong giai đoạn thí nghiệm chính thức này, đầu tiên cho tác dụng 50 lần của một độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục có độ lớn là 21 kPa và ghi lại độ lớn trung bình của biến dạng phục hồi thẳng đứng của mẫu ở 5 lần trùng phục tải trọng sau cùng. Trong lúc tác dụng trùng phục của độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục thì giữ áp lực ở buồng áp lực luôn bằng 21 kPa.

Số lần tác dụng trùng phục này có thể lớn hơn 50 lần nếu 2 trị số biến dạng phục hồi thẳng đứng của mẫu ghi ở lần tác dụng trùng phục thứ 20 và thứ 50 khác nhau quá 5%. Khi ấy phải thực hiện thêm 50 lần trùng phục nữa và so sánh 2 biến dạng phục hồi ở lần tác dụng thứ 50 và lần tác dụng thứ 100; nếu vẫn còn lớn hơn 5 % thì lại tiến hành thêm 100 lần trùng phục độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục (cường độ lớn như lúc đầu là 21 kPa) và so sánh. Nói chung nhiều nhất là 200 lần trùng phục là đủ.

Tiếp theo tăng độ lớn của độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục lên đến 34 kPa và cho tác dụng trùng phục 50 lần, và ghi lại độ lớn trung bình của biến dạng phục hồi thẳng đứng của mẫu ở 5 lần tải trọng tác dụng trùng phục sau cùng, nếu 2 trị số biến dạng phục hồi của mẫu ghi ở lần tác dụng trùng phục thứ 20 và thứ 50 khác nhau dưới 5%.

151

Increase the axial deviator stress to 40KPa, then to 69KPa, and 103KPa, applying the repetitions as above ( see Table C.3).

Table C.3- Test sequence for cohesive specimens

Phase SequenceNo

Axial Deviator Stress, kPa

No. of Deviator Stress Repetitions

Pressure in Chamber

Specimen Conditioning 1 21 ( or 41) 1000

Official test 2 21 Minimum 50 21 KPa

3 34 Minimum 50

4 48 Minimum 50

5 69 Minimum 50

6 103 Minimum 50

7. Release the triaxial pressure and remove all specimens from the apparatus. Use the entire specimen for the final moisture content determination. Record this value in a form shown in Figure C. 2).

8. Calculation and Report

- Report on a form shown in Figure C .2

- The calculation procedure is done based on the data recorded ( Figure P3 - 2) or on available computer software.

- Establish the formulae : The regression function Mr = f (Sd) under the equation:

Mr = a (Sd)b; (C.8)

or log Mr = lg a + b(lgSd); (C.9)

and find the correlation coefficient (r2)

C.6.2 For Granular Material

For roadbed soils, mixed gravel, grit or graded aggregate or base or/and subbase, the test to determine resilient modulus will be made by the following procedure:

1. Open all drainage lines for a duration sufficient to complete specimen’s consolidation as stated at the point 2 of Section C.6.1

2. Close or open the drainage lines as stated at the point 3 of Section C.6.1

3. Adjust loading machine to obtain load duration selected (from 0.1 to 1.0s) and duration of each cycle selected (from 1.0 to 3.0s). Choose in a manner to obtain the relaxation duration between two consecutively loading times of at least 0.9 seconds.

4. Compress the pressure chamber by regulating the valves as shown in the Table C . 4 (for soil mixed gravel, grit) and Table C.5 ( for Graded aggregate specimen of base and subbase) in respect to the levels of axial deviator stress.

152

Nếu không đạt thì lại tiến hành như đã nói ở trên.

Tiếp tục tăng độ lớn của độ lệch (deviator) ứng suất hướng trục lên 48 kPa, rồi 69 kPa, rồi 103 kPa và thực hiện tác dụng trùng phục như ở trên (Xem Bảng C.3).

Bảng C.3 - Trình tự thí nghiệm đối với mẫu đất nền là đất dính Giai đoạn Trình tự số Độ lệch (Deviator)

ứng suất hướng trục (kPa)

Sốlần tác dụng trùng phục của đ độ lệch (deviator) ứng suất

ááplực nén trong buồng áp lực (kPa)

Sơ bộ 1 21 (hoặc 41) 1000

2 21 Tối thiểu là 50

Thí nghiệm 3 34 Tối thiểu là 50

chính thức 4 48 Tối thiểu là 50 21 kPa

5 69 Tối thiểu là 50

6 103 Tối thiểu là 50

7. Hạ áp lực rồi lấy mẫu từ thiết bị ra. Dùng mẫu ấy để xác định độ ẩm cuối cùng của mẫu đất và ghi vào biểu mẫu (xem H.C.2)

8. Tính toán, báo cáo :

- Báo cáo như ở biểu mẫu Hình C.2

- Cách tính toán dựa theo các số liệu ghi ở biểu mẫu (Hình C.2) hoặc bằng phần mềm có sẵn của máy tính.

- Lập công thức; phương trình hồi quy Mr = f (Sd) theo dạng :

Mr = a (Sd)b (C-8)

hoặc dạng : log Mr = log a + b (log Sd) (C-9)

và tìm hệ số tương quan (r2)

C.6.2 Đối với vật liệu hạt:

Trong trường hợp đất có lẫn sỏi, cát sạn của đất nền đường hoặc cấp phối đá của lớp móng trên hoặc /và lớp móng dưới, thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi được tiến hành theo các trình tự sau :

1. Mở các đường ống thoát nước trong thời gian đủ để các mẫu cố kết xong, như điểm 2 của Điều C.6.1.

2. Thực hiện đóng hoặc mở các đường ống thoát nước như ở Điểm 3 của Điều C.6.1.

3. Điều chỉnh thiết bị tạo tải trọng để có được thời gian tác dụng tải trọng đã chọn (khoảng từ 0,1 đến 1,0 giây) và thời gian mỗi chu kỳ đã chọn (khoảng từ 1,0 đến 3,0 giây). Phải chọn như thế nào để có được thời gian nghỉ giữa 2 lần tác dụng tải trọng liên tiếp ít nhất là 0,9 giây.

4. Tạo ở buồng áp lực bằng cách chỉnh các van để áp lực nén có trị số như ở Bảng C.4 (đối với đất nền có lẫn sỏi, cát sạn) và như ở Bảng C.5 (đối với mẫu cấp phối đá của lớp móng trên và móng dưới), tương ứng với các cấp của deviator ứng suất hướng trục.

153

5.Apply loading in the initial phase ( specimen conditioning) with 1000 repetitions of axial deviator stress at 83 KPa ( for specimen of soil mixed gravel, grit) or 103 KPa (for specimen of graded aggregate for base and subbase) during which time compression in the pressure chamber is 103 KPa. (for specimen of soil mixed gravel, grit) or 138 KPa (for specimen of graded aggregate for base and subbase), see the Table C. 4 and Table C. 5.

6.After the initial loading phase has been completed, the official loading phase is started immediately.In this loading phase, firstly apply 50 repetitions of axial deviator stress at the level stated in Table C4 or Table C. 5, in respect to the pressure in the chamber as stated in two tables. Record the average value of vertical recoverable deformations for the last five repetitions, when the difference between two values of deformations 20th and 50th repetitions recorded is at less than 5%. If this difference is more than 5%, then continue to apply 50 more repetitions as described at point 6 of Section C.6.1.Continue increasing the magnitude of axial deviator stress with an additional number repetitions of 50; continue doing the above said procedure in Table C. 4 or Table C. 5 and record the average value of recoverable deformations for the last five repetitions.

Figure C.2- Form for Resilient Modulus Tests on Cohesive Soils

Soil Sample

Location

Sample No.

Specific Gravity

pecimen Measurements - mm (in

* Diameter Top

Middle

Bottom

Average

Membrane thickness

Net Diameter

Initial Ht.Spec. + Platens

Ht. Platens

Initial Specimen Height

Final Ht. Spec. + Platens

Final Specimen Ht.

Inside Diameter of Mold

(*) Total of specimen diameter

Masses

Initial Mass Container

+ Wet Soil - g

Final Mass Container

+ Wet Soil - g

Mass Wet Soil Used - g

Initial Specimen Parameters

Initial Area - mm2(in.)2

Volume - mm3(in.)3

Compaction Water Content,

Wc - percent

Saturation percent

Densities - kg/m3 (pcf)

Wet

Dry

Date

Compaction method

ertical Spacing Between LVDT Clamp - mm (in.)

Final Wet Mass Specimen After

Resilience Testing -g

Mass Dried Spec. - g

Water Content After Resilience

Testing- percent

Remarks

Notes

154

5. Chất tải trong giai đoạn sơ bộ bằng 1000 lần tác dụng tải trọng trùng phục của một deviator ứng xuất hướng trục là 83 kPa (đối với mẫu đất nền có lẫn sỏi, cát sạn) hoặc 103 kPa (đối với mẫu vật liệu cấp phối đá dùng cho lớp móng trên và móng dưới), trong lúc đó tạo một áp lực nén trong buồng áp lực bằng 103 kPa (đối với mẫu đất nền có lẫn sỏi, cát sạn) hoặc bằng 138 kPa (đối với mẫu vật liệu cấp phối đá dùng cho lớp móng trên và lớp móng dưới) (Xem Bảng C.4 và Bảng C.5).

6. Sau giai đoạn tác dụng tải trọng sơ bộ nói trên thì tiến hành ngay giai đoạn thí nghiệm chính thức.

Trong giai đoạn này, đầu tiên cho tác dụng 50 lần của một deviator ứng suất hướng trục có độ lớn như chỉ dẫn trong bảng C.4 hoặc trong bảng C.5, tương ứng với áp lực nén của buồng áp lực như đã chỉ dẫn trong 2 bảng trên. Ghi lại trị số trung bình của biến dạng phục hồi thẳng đứng của mẫu ở 5 lần trùng phục tải trọng sau cùng nếu 2 trị số biến dạng phục hồi của mẫu ghi ở lần tác dụng trùng phục thứ 20 và thứ 50 khác nhau không quá 5%. Nếu khác nhau quá 5% thì tiến hành thêm 50 lần trùng phục tải trọng nữa v.v... như đã miêu tả trong Điểm 6 của Điều C.6.1.

Tiếp theo tăng độ lớn của deviator ứng suất hướng trục lên và cho tác dụng trùng phục thêm 50 lần; cứ tiếp tục thực hiện các trình tự như đã ghỉ ở Bảng C.4 hoặc ở Bảng C.5, và ghi lại biến dạng phục hồi trung bình của 5 lần tác dụng trùng phục cuối cùng.

Hình C.2 - Biểu mẫu để ghi các số liệu thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi Mr của đất nền khi đất nền là đất dính

Mẫu đất : Các khối lượng : Ngày ..... tháng .... năm .....

Vị trí : - Khối lượng ban đầu Phương pháp đầm nén mẫu ...

Mẫu số : của chậu chứa và đất ẩm .... g Khoảng cách đứng giữa các kẹp đầu đo biến dạng .... mm

Tỉ trọng G - Khối lượng sau cùng của chậu chứa và đất ẩm ......... g

Kích thước mẫu đất (mm) - Khối lượng của đất ẩm ..... g * Đường kính ở phần đầu mẫu : Các thông số ban đầu của mẫu Khối lượng cuối cùng của mẫu

ở giữa mẫu ... - Diện tích tiết diện mẫu đất ẩm sau khi thí nghiệm : ... g

ở đuôi mẫu ... ban đầu ... mm2 Khối lượng của mẫu đất sấy

Trung bình ... Thể tích mẫu : .... mm3 khô ... g

Chiều dày màng cao su bọc mẫu : ... - Độ ẩm đầm nén của mẫu Độ ẩm của mẫu sau khi thí Đường kính thực của mẫu : ... (Wc)...% nghiệm : ...%

Chiều cao ban đầu của mẫu + 2 tấm đệm

- Độ bão hoà ... % Các ghi chú :

Chiều dày 2 tấm đệm : ... - Dung trọng (Y) kg/m3 Chiều cao ban đầu của mẫu : ... ẩm : ...

Chiều cao cuối cùng của mẫu + 2 tấm đệm

khô : .....

Chiều cao cuối cùng của mẫu Đường kính trong của khuôn đúc mẫu :

155

Figure C.2 (end)

S3

kPa

(psi)

Nominal

Sd

kPa

(psi)

Load Cell Chart Reading

K1

Axial Load

kN (lbs)

Sd

kPa

(psi)

LVDT Chart Reading

K2

Recov. Def. mm

(in.)

Er mm/mm

(in./in/)

Mr = Sd/Er

kPa

(lsi)

Table C.4 - Test sequence for soil mixed gravel, grit

Phase

Sequence No. Deviator Stress

(kPa)

Confirming pressure

(kPa)

No. Repetitions

Remark

Specimen Conditioning 1 83 103 1000

Official

testing

2 48 103 Minimum 50

3 69 103 Minimum 50

4 103 103 Minimum 50

5 34 69 Minimum 50

6 48 69 Minimum 50

7 69 69 Minimum 50

8 103 69 Minimum 50

9 21 34 Minimum 50

10 34 34 Minimum 50

11 48 34 Minimum 50

12 69 34 Minimum 50

13 21 14 Minimum 50

14 34 14 Minimum 50

15 48 14 Minimum 50

156

Hình C.2 (kết thúc)

S3

(kPa)

Danh định

Sd (kPa)

Số đọc của hộp tải trọng

K1

Tải trọng hướng trục (kN)

Sd (kPa)

Số đọc của đâu đo biến dạng thẳng đứng

K2

Biến dạng phục hồi (mm

( Độ biến dạng tươn đối phục hồi mm/mm)

Mr=Sd/Er (kPa)

Bảng C.4 - Trình tự thí nghiệm đối với mẫu đất nền có lẫn sỏi, cát sạn

Giai đoạn

Trình tự số

ứng suất hướng trục (kPa) áp lực nén của

Buồng áp lực (kPa)

Số lần tác dụng trùng phục của deviator ứng suất hướng trục

Ghi chú Sơ bộ 1 83 103 1000

Thí nghiệm chính thức

2

3

4

48

69

103

103

103

103

tối thiểu là 50

" 50

" 50

5

6

7

8

34

48

69

103

69

69

69

69

" 50

" 50

" 50

" 50

9

10

11

12

21

34

48

69

34

34

34

34

" 50

" 50

" 50

" 50

13

14

15

21

34

48

14

14

14

" 50

" 50

" 50

157

Table C.5 - Test Sequence for Granular Specimens of Base/Subbase Material

Phase

Sequence No. Deviator Stress

(kPa)

Confirming pressure

(kPa)

No.

Repetitions

Remark

Specimen Conditioning 1 103 138 1000

Official

testing

2 69 138 Minimum 50

3 138 138 Minimum 50

4 207 138 Minimum 50

5 276 138 Minimum 50

6 69 103 Minimum 50

7 138 103 Minimum 50

8 207 103 Minimum 50

9 276 103 Minimum 50

10 34 69 Minimum 50

11 69 69 Minimum 50

12 138 69 Minimum 50

13 207 69 Minimum 50

14 34 34 Minimum 50

15 69 34 Minimum 50

16 103 34 Minimum 50

17 34 21 Minimum 50

18 48 21 Minimum 50

19 62 21 Minimum 50

5. Disassemble the triaxial chamber and remove all apparatus from the specimen. Use the entire

specimen for the final moisture content determination. Record this value as shown in Figure C. 3.

6. Calculation and report

- Report on the form in Figure C. 3.

- The calculation procedure is done based on the data recorded (Figure C. 3) or on available computer

software.

- Establish the equation: the regression function Mr = f (θ) under the form:

Mr = k1 (θ)k2 or; (C. 10)

log Mr = log k1 + k2 log θ ; (C. 11)

158

Bảng C.5 - Trình tự thí nghiệm đối với mẫu vật liệu cấp phối đá của lớp móng trên hoặc lớp móng dưới

Giai đoạn

Trình tự số

Deviator ứng suất hướng trục (kPa)

áp lực nén của buồng á lực (kPa)

Số lần tác dụng trùng phục của deviator ứng suất hướng trục

Ghi chú Sơ bộ 1 103 138 1000

Thí nghiệm chính thức

2

3

4

5

69

138

207

276

138

138

138

138

tối thiểu là 50

" 50

" 50

" 50

6

7

8

9

69

138

207

276

103

103

103

103

" 50

" 50

" 50

" 50

10

11

12

13

34

69

138

207

69

69

69

69

" 50

" 50

" 50

" 50

14

15

16

34

69

103

34

34

34

" 50

" 50

" 50

17

18

19

34

48

62

21

21

21

" 50

" 50

" 50

7. Tháo mẫu từ buồng áp lực của thiết bị nén ba trục ra. Dùng mẫu ấy để xác độ ẩm cuối cùng của mẫu và ghi các số liệu vào biểu mẫu Hình C.3.

8. Tính toán, báo cáo :

- Báo cáo như ở biểu mẫu Hình C.3

- Cách tính toán dựa theo các số liệu ghi ở biểu mẫu Hình C.3 hoặc bằng phần mềm có sẵn của máy tính.

- Lập công thức : phương trình hồi quy Mr = f(θ) theo dạng :

Mr = k1(θ)k2 (C.10)

hoặc dạng:

log Mr = log k1 + k2 logθ (C.11)

159

and find the correlation coefficient (r2)

Where: θ = S1 + S2 + S3 = Sd + 3S3 ; (.C.12)

The symbols Sd; S1 ; S2 ; S3 are interpreted in Section C.2

Figure C.3 - Form for resilient Modulus Test on Granular soils

Soil Sample

Location

Sample No.

Specific Gravity

pecimen Measurements - mm (in

* Diameter Top

Middle

Bottom

Average

Membrane thickness

Net Diameter

Initial Ht.Spec. + Platens

Ht. Platens

Initial Specimen Height

Final Ht. Spec. + Platens

Final Specimen Ht.

Inside Diameter of Mold

Masses

Initial Mass Container

+ Wet Soil - g

Final Mass Container

+ Wet Soil - g

Mass Wet Soil Used - g

Initial Specimen Parameters

Initial Area - mm2(in.)2

Volume - mm3(in.)3

Compaction Water Content,

ωc - percent

Saturation percent

Densities - Kg/m3 (pcf)

Wet

Dry

Date

Compaction method

ertical Spacing between LVDT Clamp - mm (in.)

Final Wet Mass Specimen After

Resilience testing - g

Mass Dried Spec. - g

Water Content After resilience

Testing- percent

Remarks

Notes

* Total of specimen diameter plus twice the membrane thickness

160

Và tìm hệ số tương quan (r2)

trong đó:

θ = S1 + S2 + S3 = Sd + 3S3 (C.12)

Các ký hiệu Sd, S1, S2, S3 xem ở mục C.2

Hình C.3 - Biểu mẫu để ghi các số liệu thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi Mr của đất nền lẫn sỏi, cát sạn, hoặc của vật liệu cấp phối đá làm lớp móng trên và lớp móng dưới

Mẫu đất lẫn sỏi (hoặc cấp phối): Các khối lượng : Ngày ..... tháng .... năm .....

Vị trí : + Khối lượng ban đầu của chậu chứa và đất ẩm .... g

Phương pháp đầm nén mẫu ...

Mẫu số :

Tỉ trọng G + Khối lượng sau cùng của chậu chứa và đất ẩm ......... g

Khoảng cách đứng giữa các kẹp đầu đo biến dạng .... mm

Kích thước mẫu đất (mm) + Khối lượng của đất ẩm ..... g

* Đường kính ở phần đầu mẩu : Các thông số ban đầu của mẫu Khối lượng cuối cùng của mẫu

ở giữa mẫu ... - Diện tích tiết diện mẫu đất ẩm sau khi thí nghiệm: ... g

ở đuôi mẫu ... ban đầu ... mm2 Khối lượng của mẫu đất sấy

Trung bình ... + Thể tích mẫu : .... mm3 khô ... g

Chiều dày màng cao su bọc mẫu : ... - Độ ẩm đầm nén của mẫu Độ ẩm của mẫu sau khi thí Đường kính thực của mẫu : ... (Wc)...% Nghiệm : ...%

Chiều cao ban đầu của mẫu + 2 tấm đệm

- Độ bão hoà ... % Các ghi chú :

Chiều dày 2 tấm đệm : ... - Dung trọng (Y) kg/m3

Chiều cao ban đầu của mẫu : ... ẩm : ...

Chiều cao cuối cùng của mẫu + 2 tấm đệm

khô : .....

Chiều cao cuối cùng của mẫu

Đường kính trong của khuôn đúc mẫu :

(*) Là đường kính của mẫu đất cộng với hai lần chiều dày của màng cao su bọc mẫu)

161

Figure C.3 ( end)

S3

kPa

(psi)

Nominal

Sd

kPa

(psi)

Load Cell

chart reading

K1

Axial Load

kN

(lbs)

Sd

kPa

(psi)

LVDT chart

reading

K2

Recov. Def. mm

(in.)

Er

mm/mm

(in./in/)

Mr = Sd/Er

kPa

(psi)

θ

Sd + 3S3

kPa

(psi)

162

Hình C.3 (kết thúc)

S3

(kPa)

Danh

định

Sd (kPa)

Số đọc

của

hộp

tải trọng

K1

Tải trọng

hướng

trục (kN)

Sd (kPa)

số đọc của

đầu đo biến

dạng thẳng

đứng

K2

biến

dạng

phục hồi

(mm)

Er(Độbiến

dạngtương

đốl phục

ihồi (mm/mm

Mr=Sd/Er (kPa)

θ =

Sd + 3S3 (kPa)

163

APPENDIX D (defined)

Determining the Modulus of Road Bed Soil, MR, and Resilient Modulus of Elasticity,Ep,of pavement structure above the subgrade by using deflection measuring method with falling

weight device, FWD, in non-destruction test method, (NDT)

D.1 A Falling weight deflection measuring device, FWD, is used to measure vertical elastic deflection and deflection basin of pavement under an impulse loading. The device is installed either in a vehicle or in a trailer pulled by a vehicle.

Measuring with the FWD, device, described in 22TCN 335-06, will give an evaluation for pavement structure resistance and determines the resilient modulus of Road Bed Soil, Mr, and Modulus of elasticity, Ep, of pavement structure above the subgrade. This device is not only used for measuring the deflection of flexible pavement but also for evaluation of quality, strength, and its effectiveness to transfer the load at joints in cement concrete pavement. Commonly used FWD devices currently are DYNATEST 8000, the Phoenix and Kuab.

D.2 The main components of FWD are the following

- Impulse generating unit : A mechanism to lift the dropper up to the required height. The dropper freely falls following a vertical bar striking on a loading plate through a spring cushion or rubber to generate the required pulse load on the pavement. The pulse load chart has the shape of a haversine wave and its magnitude at peak reaches at least 50kN; the pulse load action lasts from 0.02 to 0.06s, where the duration of effective pulse load goes from zero to peak value of 0.01 to 0.03s.

- The loading plate is 300mm in diameter occasionally having a diameter of 450mm; the middle of plate has a opening for a sensor.

- The sensor measures the vertical deformation of pavement with sensitivity precision (±2 microns); Normally, the position to be measured shall have four to six sensors, depending on the test purpose.

- The load-cell measures the pulse load each time the dropper strikes to the plate.

Data recording, processing, and storage unit : A magnetic storage device or/ and a paper strip shall be used to store the measured load, surface deflection data and supporting information such as air temperature, pavement surface temperature, distance measurements, and identification data for each test point.

- PC software is available or the above information also can be recorded manually.

D.3 General specification for measuring deflection and deflection plane of pavement using the FWD device.

1. Divide the road into the sections for FWD measurement to be in accordance to section I2 in Appendix I.

2. Depending on requirements, the distances between measurements shall be follows:

- Make a general evaluation on pavement conditions for the road or network; spacing between locations should be 100 meters to 200 meters.

- For sections to be improved with overlays, the spacing should be between 25 meters and 50 meters.

- For detailed analysis of deficiencies in road sections the spacing should be 7.5 m to 15 m.

164

Phụ lục D (Quy định)

Xác định mô đun đàn hồi của đất nền đường MR và mô đun đàn hồi Ep của kết cấu áo đường nằm phía trên lớp đất nền đường bằng phương pháp đo độ võng khi dùng thiết bị FWD (phương pháp thí nghiệm không phá hoại NDT)

D.1 Thiết bị đo độ võng bằng tải trọng động (FWD) dùng để đo độ võng đàn hồi thẳng đứng và chậu võng của áo đường dưới tác dụng của một xung lực. Thiết bị hoặc được đặt trong xe ô tô hoặc được xe ô tô kéo theo (22TCN 335-06 - ASTM D4694) .

Dùng phương tiện này và cách đo miêu tả sau đây sẽ giúp đánh giá cường độ của kết cấu áo đường xác định mô đun đàn hồi của nền đất Mr và xác định mô đun đàn hồi Ep của kết cấu áo đường nằm phía trên mặt lớp đất nền đường. Thiết bị FWD không những dùng cho việc đo võng trên mặt đường mềm mà còn dùng trong đánh giá chất lượng, cường độ, hiệu quả truyền lực ở các khe nối của mặt đường bê tông xi măng. Các loại FWD thường dùng hiện nay là DYNATEST, Phoenix, Kuab…

D.2 Các thiết bị chính của FWD bao gồm:

- Thiết bị tạo xung lực: Một thiết bị đưa quả tạ lên độ cao cần thiết, quả tạ rơi tự do thẳng đứng theo một thanh dẫn, đập vào một tấm ép thông qua một bộ phận đệm lò xo (hoặc cao su), tạo nên một xung lực qui định tác dụng lên mặt đường tại điểm đặt tấm ép. Đồ thị xung lực có dạng sóng hình sin và độ lớn của xung lực tại đỉnh phải đạt ít nhất là 50 kN. Thời gian toàn bộ tác dụng của xung lực vào khoảng 0,02s đến 0,06s, trong đó thời gian của xung lực tác dụng từ 0 đến trị số đỉnh là 0,01s đến 0,03s.

- Tấm ép, có đường kính thường dùng là 300 mm (có khi dùng tấm ép có đường kính 450 mm). Giữa tấm ép có lỗ rỗng để đặt cái cảm biến.

- Cái cảm biến có thể đo các biến dạng thẳng đứng của mặt đường, có độ nhậy cao ). Thông thường ở một vị trí đo cần đặt từ cái cảm biến tuỳ mục đích của thí nghiệm đo.

lực tác dụng mỗi lần quả tạ rơi xuống tấm ép.

- Hệ thống lưu trữ số liệu và quá trình ghi, xử lý số liệu: là một thiêt bị lưu trữ từ và/ hoặc một băng giấy dùng để lưu trữ các dữ liệu về tải trọng, số đo độ võng của mặt đường, các số liệu khác như nhiệt độ không khí, nhiệt độ mặt đường, khoảng cách các vị trí đo, các số liệu nhận dạng của mỗi vị trí đo. Có phần mềm máy tính dùng cho công việc trên.

Các thông tin dữ liệu trên cũng có thể ghi lại bằng tay.

D.3 Quy định chung khi đo độ võng và chậu võng mặt đường bằng FWD

1. Các công việc phân đoạn tuyến để tiến hành đo bằng thiết bị FWD thực hiện theo Điều I2 Phụ lục I

2. Tuỳ theo mục đích, khoảng cách giữa các vị trí đo có thể lấy như sau:

- Để đánh giá chung về tình trạng áo đường trên một tuyến hoặc một mạng lưới đường: khoảng cách các vị trí đo từ 100 m đến 200 m.

- Để kiểm tra một tuyến hoặc một đoạn đường xem có cần phải rải gia cường bằng lớp phủ: khoảng cách các vị trí đo từ 25 m đến 50 m trên mỗi đoạn đồng nhất.

- Để phân tích chi tiết các đoạn hư hỏng: khoảng cách các vị trí đo từ 7,5 m đến 15 m.

165

3. The components of the device shall be calibrated as described by the instruction manual for each type of FWD. Check the maintenance of instrument and calibration of pulse load generating unit, sensors, and pulse load measuring unit.

D.4 Procedure for measuring deflection and deflection basin of flexible pavement using FWD device

1. FWD device is moved to the location to be measured. Place the loading plate upon the location to be measured. The pavement beneath the plate shall be cleaned to assure good and even contact with pavement surface.

2. Place the sensor at plate center and the others at positions with the distances from the center plate determined by the requirements of Section P4-5. The sensors shall be laid in a straight line passing through the plate center and parallel to road’s center line. The sensors should have good contact with pavement surface.

3. Lift the dropper to the required height and freely drop to strike on the plate through a spring cushion ( or rubber pad) which transfers the pulse load of specified value to the pavement (usually as 40kN - equal to ½ the equivalent single axle loading). Data storage and recording system in magnetic unit will record the deflection values at corresponding sensors for the peak pulse values.

4. Repeat, at least twice, the operations with the same dropper lifting height and then compare the recorded data. If the difference between two deflection values differs by more than 5%, then the dropper lifting operations shall be repeated until difference in the deflection values resulting from two consecutive dropper lifting operations is less than 5%.

If the operations are repeated five times and can not reach this requirement, then the mean value of five deflection values for five operations, with the same dropper lifting height, should be used.

Another procedure allowed is as follows:

Repeat three operations with the same dropper lifting height, neglect the data for the first operation. Calculate the ratio pulse load/ deflection value for the next two and compare. If the two ratios differs by more than 5%, then more operations with the same dropper lifting height shall be performed until the difference between the two ratios above is less than 5%. (note that the deflections at plate center only apply in the comparison).

D.5 Determining resilient modulus of roadbed soil with FWD device

- Observe the provisions of Section D.3 and follow the measuring procedure described at Section D. 4, Appendix D.

- Arrange the first sensor to measure the deflection at plate center; the second sensor is to be placed 0.2 to 0.3m away from plate center; the third is 0.5m to 0.75m from plate center; the sensor adjacent to the last one is 0.9m to 1.2m from plate center and the last sensor is 1.5m to 2.0m far from plate center; the position of the sensors can be varied depending upon the stiffness and total thickness of pavement structure. The distance ”r” from the sensor adjacent to the farthest one from the plate center shall satisfy the condition:

r ≥ 0.7ae (D.1)

Where:

ae - radius of stress contour at the interface ( m-n) between subgrade surface and pavement structure surface, cm ( see Figure D.1, Appendix D); ae is calculated from equation:

166

3. Cần phải hiệu chỉnh các bộ phận của thiết bị như bảng hướng dẫn sử dụng kèm theo của mỗi loại FWD đặc biệt chú ý bảo đảm chế độ bảo dưỡng và hiệu chỉnh bộ phận tạo xung lực, đo xung lực và các cảm biến đo võng.

D.4 Trình tự đo độ võng và chậu võng áo đường mềm bằng FWD

1. Ô tô kéo thiết bị FWD đến vị trí muốn đo độ võng. Đặt tấm ép của thiết bị lên điểm muốn đo. Mặt đường dưới tấm ép phải được quét sạch, bảo đảm tấm ép tiếp xúc tốt và đều với mặt đường.

2. Bố trí các cảm biến ở tâm tấm ép và ở các vị trí cách tâm tấm ép theo các yêu cầu quy định ở Điểm D.5. Các cảm biến phải nằm trên một đường thẳng, qua tâm tấm ép, song song với trục tim đường. Các cảm biến phải tiếp xúc thật sít sao với bề mặt mặt đường.

3. Dùng cơ cấu để đưa quả tạ lên độ cao qui định và thả quả tạ rơi đập vào tấm ép thông qua bộ phận lò xo hoặc tấm cao su để truyền một xung lực có trị số qui định xuống mặt đường (Thường là 40 kN - bằng 1/2 tải trọng trục đơn tương đương). Hệ thống ghi và lưu trữ từ sẽ ghi lại các trị số độ võng ở các cảm biến tương ứng với trị số xung lực đỉnh.

4. Lặp lại các thao tác trên ít nhất hai lần (thả quả tạ ở một độ cao như nhau) và so sánh các kết quả. Nếu hai kết quả về độ võng khác nhau quá 5% thì phải thả quả tạ thêm nữa cho đến khi giá trị độ võng không khác nhau quá 5% ở hai lần thả quả tạ liền nhau. Đến lần thứ năm mà vẫn không đạt được thì cần kiểm tra lại hệ thống thiết bị, xem xét lại tình trạng tiếp xúc giữa tấm ép và các đầu đo võng với mặt áo đường, và nếu cần có thể di chuyển thiết bị đến vị trí mới cách vị trí cũ khoảng 1 m đến 2 m và tiến hành đo lại.

Một cách khác cho phép áp dụng là : Thực hiện ba lần thả quả tạ ở cùng một độ cao, bỏ kết quả lần thả quả tạ đầu tiên. Tính tỷ số xung lực/độ võng của mỗi lần trong hai lần thả quả tạ sau và so sánh. Nếu hai tỷ số này khác nhau quá 5% thì phải thực hiện thêm vài lần thả quả tạ nữa ở cùng độ cao cho đến lúc sự khác nhau của hai tỷ số nói trên không vượt quá 5%. (Chỉ lấy độ võng ở tâm tấm ép để so sánh).

D.5 Xác định mô đun đàn hồi của nền đường bằng thiết bị FWD

- Tuân thủ các quy định ở điểm D.3 và theo các trình tự đo đã miêu tả ở điểm D.4 của phụ lục D.

- Bố trí cái cảm biến đo võng thứ nhất ở tại tâm tấm ép; cái thứ hai ở vị trí cách tấm ép từ 0,20 m đến 0.30 m ; cái thứ ba ở vị trí cách tâm tấm ép khoảng 0.50 m đến 0.75 m ... cái cảm biến kề cái cuối cùng cách tâm tấm ép từ 0,90 m đến 1,20 m và cái cảm biến cuối cùng cách tâm tấm ép khoảng 1,50 m đến 2,00 m. Các vị trí của các cảm biến nói trên có thể thay đổi tuỳ theo độ cứng và tổng bề dày của kết cấu mặt đường, nhưng khoảng cách r từ cái cảm biến kề cái cuối cùng đến tâm tấm tải trọng phải thoả mãn điều kiện sau:

r ≥ 0,7ae (D-1)

trong đó:

ae - bán kính của bầu ứng suất nằm ở mặt phân cách (m-n) giữa mặt nền đất với kết cấu áo đường (xem Hình D.1 Phụ lục D); ae được tính theo công thức sau:

167

+=

2

3R

p2e M

EDaa (D.2)

Where:

a - radius of plate of FWD device, cm;

D - total thickness of layers of pavement structure above subgrade, cm;

Ep - effective resilient modulus of elasticity of pavement structure above subgrade, Mpa;

Mr - resilient modulus of roadbed soil calculated from data measured by FWD device, Mpa.

In order to properly arrange the sensors, on initial r value shall be selected by practical (due to MR, Ep and ac have not yet been determined). Once Mr and Ep have been derived from data of FWD device, the first selected r value shall be checked to see if it satisfies the condition (D.1). If not, the data acquired from the farthest sensor is applied. This r value will usually be taken as 0.9m to 1.2m. It is not recommended to take a higher value of r because the accuracy of deflection measuring operation will be reduced, (the value of deflection will be too small, i.e less than the precision of measuring device).

- The resilient modulus value, MR, of roadbed soil is backcalculated from data of FWD according to

equation:

Mr = r

0,24Pd .r

(D-3a)

or

Mr = r

2,4Pd .r

(D-3b)

Where:

MR - resilient modulus of roadbed soil in psi for equation (D - 3a) and in MPa for equation (D-3b);

P - pulse load of FWD in pounds for equation (D3a) and in kN for (D-3b);

r - distance from the point to be measured to meet condition D-1 to loading plate center;

dr - recoverable deflection of the pavement at the location from the plate center as r (data measured, without calibration for design temperature of pavement);

dr and r are in inches for equation (D-3a) and in cm for (D-3b).

- As the value MR calculated from the data of FWD is always greater than the effective resilient modulus

measured by laboratory test AASHTO - T-292, which applies for design of flexible pavement based-on basic

168

2

p23

eR

Ea a D

M= +

(D-2)

trong đó:

a - bán kính tấm ép của thiết bị FWD, cm;

D - tổng chiều dày các lớp của kết cấu áo đường phía trên nền đất, cm;

Ep - mô đun đàn hồi hữu hiệu của kết cấu áo đường phía trên nền đất, MPa;

Mr - mô đun đàn hồi của lớp đất nền được tính ngược từ các số liệu đo bằng thiết bị FWD, MPa.

Như vậy để bố trí các cảm biến phải chọn r theo kinh nghiệm (vì chưa có Mr và Ep để xác định ae). Sau khi đã tính ra Mr và Ep bằng thiết bị FWD phải kiểm tra lại r đã chọn có thoả mãn điều kiện (D.1) nói trên chưa. Nếu chưa thì có thể lấy số đo ở cái cảm biến cuối cùng xa nhất mà tính toán. Khoảng cách r này, theo kinh nghiệm, nên lấy từ 0,9 m đến 1,2 m. Không nên lấy quá lớn vì độ chính xác đo võng sẽ giảm (trị số độ võng quá bé, có khi nhỏ hơn độ chính xác của thiết bị đo). Nên chọn r sao cho tỉ số r/ae lớn hơn 0,7 và gần với 0,7 nhất.

- Trị số mô đun đàn hồi Mr của đất nền tính ngược từ các số liệu đo bằng thiết bị FWD được xác định theo công thức sau:

Mr = r

0.24Pd .r

(D-3a)

Hoặc

Mr = r

2,4Pd .r

(D-3b)

trong đó :

Mr - mô đun đàn hồi của lớp đất nền đường, tính bằng psi trong công thức (D-3a), và bằng MPa trong công thức (D-3b).

P - tải trọng xung của thiết bị FWD tính bằng Pound trong công thức (D-3a), và bằng kN trong công thức (D-3b);

r - khoảng cách từ điểm đo độ võng (thoả mãn điều kiện (D-1)) đến tâm tấm ép;

dr - độ võng phục hồi của mặt đường tại điểm cách tâm tấm ép là r (lấy nguyên trị số đo, không cần điều chỉnh về nhiệt độ tính toán của mặt đường);

dr và r tính bằng in. trong công thức (D-3a) và bằng cm trong công thức (D- 3b).

- Trị số Mr tính ngược từ các số liệu đo bằng thiết bị FWD bao giờ cũng lớn hơn so với trị số mô đun đàn hồi hữu hiệu thu được trong phòng thí nghiệm (theo AASHTO T.292) dùng để thiết kế áo đường mềm theo phương trình

169

170

171

- equation of (8) or (9) or the chart of Figure 4 in Section 6; a correcting factor of 0.33 is applied. Accordingly, the effective resilient modulus of roadbed soil applied in design shall be the equation:

Rdesign rr

0.24PM 0.33M 0.33 d .r= = ; (D-4a);

or

Rdesign rr

2.4PM 0.33M 0.33 d .r= = ; (D-4b)

The symbols and measuring unit apply in accordance with those in equations( D-3a) and (D-3b)

D.6 Determining the effective modulus of elasticity, Ep, of pavement structure above roadbed with FWD device

MR value is calculated following equation (D-3a) or (D-3b) and derived from the data of FWD. The total thickness, D, of pavement is given by either test pit, or non-destruction method. The deflection value, do, of pavement measured by sensor set at plate center of FWD device will apply to calculating Ep according to equation (D-5)) as follows.

Note that the do value is to be adjusted at the design temperature of A.C pavement, currently in Vietnam this is 30oC, with the charts of Figure D-3 and Figure D - 4, Appendix D; depending upon the material of base course.

d 1.5 x p x a1

M 1Da

EM

11

1Da

Eo

RP

R

3

2

2

P

=

+

+

−

+

; (D-5) *)

Where:

do - deflection value measured at the plate center already adjusted for design temperature of A.C pavement (cm);

p - pressure transferred through the plate (MPa);

a - radius of the plate of FWD device (cm);

D - total thickness of pavement above subgrade (cm).

Ep - effective modulus of elasticity of pavement above subgrade (MPa)

MR - resilient modulus of roadbed MPa calculated from the equation (D - 3b)

172

cơ bản (8) hoặc (9) hoặc bằng toán đồ Hình 4 ở Điều 6; vì thế phải đưa vào một hệ số điều chỉnh theo thực nghiệm là 0,33. Vậy môđun đàn hồi hữu hiệu của lớp đất nền đường dùng để thiết kế Mr thiết kế tính theo công thức sau:

Mr thiết kế = 0.33 Mr = 0.33r

0.24Pd .r

(D-4a)

hoặc

Mr thiết kế = 0,33 Mr = 0,33r

2,4Pd .r

(D-4b)

Các ký hiệu và đơn vị đo dùng tương ứng như ở công thức D-3a và D-3b.

D.6 Xác định mô đun đàn hồi hữu hiệu Ep của kết cấu áo đường nằm phía trên lớp đất nền đường bằng thiết bị FWD

Trị số Mr được tính theo công thức D-3a hoặc D-3b và từ các số liệu đo võng bằng FWD. Tổng chiều dày D của kết cấu áo đường được xác định thông qua đào hố hoặc bằng phương pháp không phá hoại kết cấu. Sử dụng trị số độ võng d0 của mặt đường, đo bằng cái cảm biến ở tâm tấm ép của thiết bị đo võng FWD để tính ra Ep theo công thức (D-5) sau đây. Chú ý là trước đó phải hiệu chỉnh trị số d0 đo được về nhiệt độ tính toán của mặt đường bê tông nhựa (ở Việt Nam hiện nay đang lấy là 30 oC) theo toán đồ Hình D.3 và Hình D.4 của Phụ lục D, tuỳ theo vật liệu cuả lớp móng trên.

−

+= +

+

2

o 2

PP

3R

R

11

D1

1 ad 1.5 x p x a

EED

M 1a M

(D-5) 1)

trong đó:

d0 - độ võng đo được ở tâm của tấm ép truyền tải trọng, đã được điều chỉnh về nhiệt độ chuẩn tính toán của mặt đường bê tông nhựa, cm;

p - áp suất truyền qua tấm ép, MPa;

a - bán kính tấm ép của thiết bị FWD, cm;

D - tổng chiều dày toàn bộ kết cấu áo đường nằm phía trên nền đường, cm;

Ep - mô đun đàn hồi hữu hiệu của kết cấu áo đường nằm phía trên nền đường, Mpa;

Mr - mô đun đàn hồi lớp đất trên cùng của nền đường, MPa, tính theo công thức (D-3b).

.

.

173

D.7 When using the loading plate with a 30cm diameter (a = 15cm) for FWD device, the chart, Figure D-2, can be used to determine the ratio Ep/Mr and from that Ep can easily calculated.

With a given Ep,D, determine the SNeff value according to the chart of Figure 13 in Section 7.2 of this Specification.

D.8 The calibration method based on the charts in Figures D-3 and D-4 applies for adjusting deflection value do(t) of A.C pavement at a temperature toC into deflection value for the Vietnamese design temperature of 30oC is as follows

With the charts, Figures D-3 and D-4, to find the calibrating factor of temperature, K(t). The deflection value of AC pavement measured by FWD device at a temperature t0C (do(t)) is to be converted to the deflection at temperature 20oC (do(20 )) by the following equation:

)t(d

)20(d)t(K

o

o= (D-6)

Where:

K(t) - calibration factor for temperature;

do(t) - measured deflection value at plate center for temperature of A.C pavement surface as toC , mm;

do(20) - calibrated deflection value at design temperature as 20oC; in mm

- The charts, Figures D-3 and D-4 apply for converting the measured deflection value at toC; do(t) into expected deflection value at design temperature do(tdesign). For example, with Vietnam current todesign = 30oC, calculate the required do(30) as follows:

)t(d

)20(d)t(K

o

o1 = (drawn from D-6) ;

+ )30(d

)20(d)t(K

o

o2 = (drawn from D-6) ;

thus d0(30) = ( )( )( ) )t(dtK

tK

tk

)20(do

2

1

2

o ×= ;(P4-7)

Example:

The FWD device used to measure the deflection of A.C pavement which has the thickness of 10 cm, base course of grated aggregate , the temperature on surface at time of measuring to = 40oC; the deflection value at plate center is measured as do(t) =

do(40) = 1.1 mm

- From the chart, Figure D-3, with to = 40oC at the absciss axis and then the corresponding diagonal for given thickness of 10 cm, the K(t1) value is determined at the ordinate axis as K(t1) = 0.77.

- Using the above chart, Figure D.3, with t = 300C at the absciss axis and corresponding diagonal for the thickness of 10 cm: the K(t2) value is determined at the ordinate axis as k(t1) = 0.887.

Finally, we have: do(30) = 0.77 x 1.1/0.887 = 0.995 mm

174

D.7 Khi dùng tấm ép truyền tải trọng ở thiết bị FWD có đường kính là 30 cm (a = 15 cm) có thể dùng toán đồ (Hình D.2) để xác định tỉ số Ep/ Mr và từ đó tính ra Ep dễ dàng.

Có Ep, D, xác định trị số SNeff theo toán đồ Hình 13 trong Điều 7.2 của tiêu chuẩn này.

D.8 Cách sử dụng toán đồ Hình D.3 và Hình D.4 để hiệu chỉnh trị số độ võng do(t) của mặt đường nhựa đo ở nhiệt độ toC về nhiệt độ tính toán (ở Việt Nam hiện nay là 30 oC ):

- Từ toán đồ Hình D.3 và D.4 tìm hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ K(t) của độ võng do(t) của mặt đường bê tông nhựa đo bằng thiết bị FWD khi nhiệt độ mặt đường nhựa có nhiệt độ bất kỳ là t oC về độ võng do(20) ở nhiệt độ chuẩn 20 oC trên cơ sở công thức :

K(t) = o

o

d (20)d (t)

(D-6)

trong đó :

K(t) - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ;

do(t) - độ võng tại tâm tấm ép đo được trên mặt đường bê tông nhựa, khi nhiệt độ của mặt đường nhựa là t0C mm;

do(20) - độ võng đã được hiệu chỉnh về nhiệt độ chuẩn của mặt đường bê tông nhựa ở 20 oC, mm.

- Có thể dùng đồ thị Hình D.3 và D.4 nói trên để chuyển đổi độ võng do(t) đo được trên mặt đường bê tông nhựa ở nhiệt độ t oC về độ võng ở nhiệt độ tính toán, ví dụ trường hợp hiện nay ở Việt Nam là 30 oC , do(30), bằng cách chuyển đổi hai lần như sau:

K(t1) = o

o

d (20)d (t)

(suy từ công thức D-6)

K(t2) = o

o

d (20)d (30)

(suy từ công thức D-6)

Vậy: do(30) = o

2

d (20)K(t )

= 1

2

K(t )K(t )

x do(t) (D-7)

VÍ DỤ:

Dùng thiết bị FWD đo võng ở mặt đường bê tông nhựa có lớp mặt bê tông nhựa dày 10 cm, móng trên bằng cấp phối đá dăm; nhiệt độ mặt đường nhựa lúc đo võng là t=40 oC; trị số độ võng tại tâm tấm ép đo được là do(t) = do(40) = 1,1 mm.

- Dùng toán đồ Hình D.3, ứng với 40 oC ở trục hoành và đường nghiêng ứng với chiều dày lớp bê tông nhựa 10 cm, xác định được K(t1) = 0,77 ở trục tung.

- Cũng dùng toán đồ trên Hình D.3, ứng với 30 oC ở trục hoành và đường nghiêng ứng với chiều dày lớp bê tông nhựa 10 cm, xác định K(t2) = 0,887 ở trục tung.

Tính ra: do(30) = 0,77 x 1,1/ 0,887 = 0,995 mm.

175

Figure D.2- Determination of ratio Ep/Mr when Mr, do, P and a are given

(a=15 cm is the radius of the plate; the numbers writed at the end of curved lines (2;3;4;…100) are the values of Ep/Mr ; The numbers writed at absciss are the total thickness of Pavement,D;The numbers writed at the ordinate are the values of Mrxdo/P in SI measure units and in US measure units.)

176

CHÚ DẪN :a=15 cm là bán kính của tấm ép; Các trị số ghi ở cuối các đường cong(2;3;4;…100) là giá trị

của Ep/Mr ; Các trị số ghi ở trục nằm ngang là tổng chiều dày D của kết cấu áo đường; Các trị

số ghi ở trục đứng là tích của Mrxdo/P theo đơn vị đo SI và theo đơn vị đo của US.

Hình D.2 - Xác định tỷ số Ep/Mr khi biết Mr, do, P và a 177

Figure D.3- Adjustment to do for AC Mix Temperature for Pavement with granular or asphalt - treated base

178

Hình D.3 - Hiệu chỉnh do của mặt đường bê tông nhựa về nhiệt độ tính toán khi lớp móng trên là vật liệu hạt hoặc vật liệu có xử lý nhựa

179

Figure D.4- Adjustment to do for AC Mix Temperature for Pavement with cement - or pozzolanic - treated base

180

Hình D.4 - Hiệu chỉnh do của mặt đường bê tông nhựa về nhiệt độ tính toán khi lớp móng trên làm bằng vật liệu có gia cố xi măng hoặc Puzolan

181

APPENDIX E

(defined)

Tests to determine the main mechanical-physical properties of material of bituminous mixture (BM) for pavement and cement stabilized granular base course

This appendix covers the list of tests to determine the main mechanical-physical material properties for BM

pavement and base courses with and without cement stabilization. It also presents the procedure for

determining the resilient modulus of BM pavement by using the Repeated Load Indirect Tension Test.

* The list of tests which apply for this Specification are the following:

1. CBR, California bearing ratio to determine the loadbearing capacity :

22TCN 332-06; AASHTO T193

2. Marshall Stability : To determine the StabilityS andbth plastic flow rate F of bituminous mixtures ;

TCVN8860-1:2011;

3. Resilient Modulus MR : To determine MR of non-ceme

stabilized graded aggregate material; AASHTO T292-91

4. Resilient Modulus MR of asphalt concrete : To determin

MR of BM using indirect tension method of repeate loading;

ASTM D 4123

5. Unconfined compressive strength : to determine Ru cement -treated granular material;

TCVN 3118:1993; AASHTO T 22.92

* Method to determine the resilient modulus of BM, Repeated Load Indirect Tension test, see Figure P5-

1.

E.1 This method can be used to test the bituminous mixture specimens prepared in laboratory and core drilled from pavement; field- recovered core, at temperatures of 5oC, 30oC or 25oC and 40oC with frequencies of repeated loadings at 0.33; 0.5 and 1.0 HZ. Nine test values shall be made for each specimen at three frequencies and three temperatures.

.

182

Phụ lục E (Quy định)

Các thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý chính của vật liệu các lớp áo đường bằng bê tông nhựa và các lớp móng bằng cấp phối vật liệu hạt có gia cố với xi măng

Trong phụ lục này sẽ đưa ra danh mục các thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý chính của vật liệu các lớp áo đường bằng bê tông nhựa và các lớp móng bằng cấp phối vật liệu hạt không có và có gia cố với xi măng, được sử dụng trong tiêu chuẩn thiết kế này.

Ngoài ra sẽ giới thiệu tỉ mỉ phương pháp xác định mô đun đàn hồi của bê tông nhựa, trên thiết bị kéo gián tiếp (ép chẽ) bằng tải trọng trùng phục.

● Danh mục các thí nghiệm vật liệu dùng trong tiêu chuẩn này:

1. Thí nghiệm xác định chỉ số CBR 22TCN 332-06; AASHTO T193.

2. Thí nghiệm Mashall

xác định độ ổn định (S) TCVN 8860-1 : 2011

và độ chảy dẻo (F) của

bê tông nhựa.

3. Thí nghiệm xác định mô đun AASHTO.T 292-91

đàn hồi của cấp phối đá không

có gia cố với xi măng

4. Thí nghiệm xác định mô đun ASTM.D4123

đàn hồi của bê tông nhựa bằng

phương pháp kéo gián tiếp, tải

trọng tác dụng trùng phục.

5. Thí nghiệm xác định cường độ

kháng nén nở hông tự do của mẫu TCVN 3118 : 1993; AASHTO T 22

cấp phối vật liệu hạt có gia cố xi măng

● Phương pháp xác định mô đun đàn hồi của bê tông nhựa bằng thiết bị kéo gián tiếp (ép chẻ), dưới tác dụng tải trọng trùng phục (Hình E.1).

E.1 Phương pháp này có thể dùng để thí nghiệm các mẫu bê tông nhựa được chế bị trong phòng thí nghiệm và các mẫu khoan từ mặt đường, ở nhiệt độ 5 oC, 30 oC (hoặc 25 oC) và 40 o C, với các tần số tác dụng tải trọng bằng

0,33, 0,5 và 1,0Hz . Như vậy với một mẫu bê tông nhựa cần tiến hành 9 thí nghiệm (3 nhiệt độ 3 tần số ).

183

In addition to obtaining resilient modulus of BM material at design temperature of pavement ( 30oC in Vietnam), it also gives the data for evaluating the overall resilient behavior of BM for temperature variation and time of load applications.

E.2 The testing device of indirect tension includes the following components :

- An electro - hydraulic compression machine capable of generating repeated loading in a sinusoidal shape with a frequency range of loading of at least 1 HZ, load application for duration of 0.1s, and magnitude which can vary from 1 to 35N/mm, per mm of specimen length.

- A linear variable differential transducer (LVDT) for measuring vertical and horizontal deformation; horizontal deformation measuring and recording system should be accurated within 0.00025mm;

- An electronic load-cell for measuring repeated loads;

- An temperature control to measure temperature with an exactness of ±1oC; the cabinet can hold three BM specimens for 24 hrs at a fixed temperature prior to testing.

- A metal loading strip with a concave surface which contains the specimen. The width of this strip is specified as 13mm for use of specimen 102mm in diameter and 19mm for 152mm in diameter. The edges of concave faces shall be rounded, by grinding, so as not to cut the specimen when load is applied to the metal strip.

- A specimen casting mould set : It can be used, also, for Marshall Test, ASTM D 1559

- The mould height is at least 51mm for a specimen diameter of 102mm; suitable grain size maximum 25mm. In the case of grain size greater than 38mm, the mould height will be at least 76mm and 152mm in diameter

- Field recovered cores will be the same as above

For tests to determine resilient modulus of BM material, a group of three specimens is required.

E.3 Testing procedure

1. Place the specimens in the temperature-control cabinet at the selected temperature for 24hours.

2. Remove specimens, prepare the LVDT, and place specimens in horizontal position as shown in Figure 5.1; then set the two metal strips one beneath and one above specimen in parallel; and symmetrically wrap the specimen tightly. The time from when the specimens are removed from the cabinet until the test is implemented shall not be more than 4 minutes, except when testing equipment has a temperature cabinet for holding the specimens throughout the process of repeated loading.

3. Apply the load repeatedly for a number of cycles until the recorded chart shows that deformations from the repeated loading are similar. This, in the initial phase, establishes good contact between specimen and the load transferring strips.

184

Như vậy ngoài việc xác định được mô đun đàn hồi của bê tông nhựa ở nhiệt độ tính toán của mặt đường(30 oC-ở Việt Nam), còn cho các số liệu để đánh giá tính chất của bê tông nhựa thay đổi theo nhiệt độ và thời gian tác dụng của lực như thế nào.

E.2 Thiết bị để tiến hành thí nghiệm kéo gián tiếp gồm có các bộ phận chính sau:

- Một máy nén điện - thuỷ lực có bộ phận tạo các lực trùng phục dạng hình sin có tần số ít nhất là 1Hz, thời gian tác dụng của lực lên mẫu là 0,1 giây, độ lớn của lực có thể thay đổi từ 1đến 35N/mm dài của mẫu.

- Các đầu đo biến dạng thẳng đứng và nằm ngang có độ chính xác cao(LVDT). Hệ thống đầu đo và ghi biến dạng nằm ngang có thể đo và ghi các biến dạng từ 0,00025 mm.

- Bộ phận đo lực tác dụng trùng phục là một hộp tế bào điện tử đo lực.

- Bộ phận tạo và kiểm soát nhiệt độ có thể kiểm soát độ chính xác của nhiệt độ đến ±1,0 oC.

Bộ phận này có một hộp có thể chứa cùng một lúc 3 mẫu bê tông nhựa trong 24 giờ ở một nhiệt độ xác định trước khi đem mẫu thí nghiệm.

Các tấm thép dạng thanh để truyền tải, có một mặt phẳng và một mặt lõm ôm sát được mẫu bê tông nhựa khi mẫu đặt nằm. Bề rộng của tấm thép này được quy định bằng 13 mm khi dùng mẫu bê tông nhựa có đường kính 102 mm, và 19 mm khi dùng mẫu có đường kính 152 mm. Các cạnh ở mặt lõm phải được gọt tròn để không cắt mẫu khi tải trọng tác dụng lên mặt tấm thép.

- Bộ khuôn đúc mẫu bê tông nhựa: có thể dùng bộ khuôn đúc mẫu trong thí nghiệm Marshall (D.1559).

- Chiều cao của mẫu ít nhất là 51 mm với đường kính mẫu là 102 mm khi cỡ hạt lớn nhất của bê tông nhựa là 25 mm. Khi cỡ hạt lớn nhất là 38 mm thì chiều cao của mẫu ít nhất là 76 mm với đường kính mẫu là 152 mm.

- Các mẫu khoan từ áo đường cũng có kích thước tương ứng như đã nói trên.

Để thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi của bê tông nhựa cần chuẩn bị một tổ 3 mẫu.

E.3 Trình tự thí nghiệm:

1. Đặt các mẫu vào hộp tạo và kiểm tra nhiệt độ, giữ mẫu ở nhiệt độ đã xác định trong 24 giờ.

2. Lấy mẫu ra, bố trí các đầu đo biến dạng vào mẫu, đặt mẫu nằm ngang như ở Hình E.1, trên và dưới mẫu đặt hai tấm thép truyền tải song song và đối xứng, ôm sát mẫu.

Các thao tác này tính từ lúc lấy mẫu ra khỏi hộp giữ nhiệt độ cho đến khi thí nghiệm xong không được quá 4 phút, trừ trường hợp thiết bị có tủ giữ nhiệt của mẫu trong cả quá trình tác dụng của tải trọng trùng phục.

3.Cho tải trọng tác dụng trùng phục một số lần cho đến khi thấy biểu đồ các biến dạng của các lần tải trọng tác dụng trùng phục đều như nhau. Đấy là giai đoạn sơ bộ để làm mẫu tiếp xúc tốt với tấm truyền tải trọng, có các biến dạng ổn định.

185

4. Continue applying repeated loading from 50 to 200 cycles, until the elastic deformations of the loading cycles are stable and approximately equal. The number of cycles shall depend on test temperature of specimen and loading frequency. The magnitude of repeated load shall be selected such that it is approximately from 10% to 50% of tensile strength of specimen at different temperatures. The loading magnitude is such to generate 1 to 35N/mm, of speciment length. The specimens shall be tested at three temperature levels, 5oC, 30oC or 25oC, and 40oC, ± 1oC with one or more loading frequencies, (0.33; 0.5 and 1.0 HZ).

5. After the elastic deformations have stabilized during the consecutive loading cycles, measure and record the horizontal and vertical elastic deformations corresponding to at least the last consecutive three repeated loading cycles incase there is no need to determine Poisson’s ratio µ of BM specimen, then the vertical deformation is not required;( value of µ=0.35 may be used).

6. In each sample, after the first test has been complete and before the second test starts, the specimen shall be placed back in the temperature cabinet for 10 minutes and then the specimen shall be rotated through 90o to its initial position and load strip placed on it for testing .

This test operation should be started by testing first at the lowest temperature, smallest load magnitude and shortest loading duration, then increase those parameters to reduce permanent damage to specimen, so as it can be used throughout the series.

7.Calculate resilient modulus E and Poisson’s ratio µ for BM specimen corresponding to the range of temperature, load durations, load frequencies in the following equations

ERI = P(µRI + 0.27)/t.∆HI; (E -1)

ERT = P(µRT + 0.27)/t.∆HT; (E -2)

µRI = 3.59 .∆HI/∆VI – 0.27; (E - 3)

µRT = 3.59 .∆HT/∆VT – 0.27; (E - 4)

where:

ERI - instantaneous modulus of elasticity, MPa;

ERT - total modulus of elasticity, MPa;

µRI - instantaneous Poisson’s ratio;

µRT - total Poisson’s ratio;

P - repeated load, N;

t - thickness of specimen, mm;

∆HI - instantaneous recoverable horizontal deformation of specimen, mm ;

∆HT - total recoverable horizontal deformation of specimen, mm;

∆VI - instantaneous recoverable Vertical deformation of specimen, mm;

∆VT - total recoverable vertical deformation of specimen, mm.

.

186

4. Cho tải trọng tác dụng trùng phục tiếp tục, khoảng từ 50 lần đến 200 lần, cho đến khi các biến dạng đàn hồi của những lần tác dụng kề nhau đều ổn định và suýt soát bằng nhau. Số lần tác dụng tải trọng này là tuỳ thuộc nhiệt độ thí nghiệm của mẫu và tần số tác dụng tải trọng.

Độ lớn của tải trọng trùng phục chọn lựa thế nào để đạt vào khoảng từ 10% đến nhiều hhất là 50% của cường độ kháng kéo của mẫu ở nhiệt độ tương ứng; thường dùng độ lớn tải trọng sao cho có thể tạo được từ 1 đến 35 N/mm dài của mẫu.

Các mẫu được thí nghiệm ở 3 nhiệt độ 5 oC, 30 oC (hoặc 25 oC) và 40 oC ± 1 oC với một tần số tác dụng tải trọng, hoặc với nhiều tần số khác nhau (0,33; 0,5 và 1,0 Hz).

5. Sau khi các biến dạng đàn hồi đã ổn định dưới các lần tác dụng tải trọng trùng phục kề nhau, thì đo và ghi lại các biến dạng đàn hồi ngang và đứng tương ứng với ít nhất 3 chu kỳ tác dụng tải trọng trùng phục kề nhau, và lấy trị số trung bình.

Nếu không cần xác định trị số của hệ số poisson µ của mẫu bê tông nhựa thì không cần đo biến dạng đứng (thường lấy µ = 0,35).

6. Mỗi mẫu khi được thí nghiệm lần thứ nhất xong thì trước khi thí nghiệm lần thứ 2, phải được đặt lại trong hộp tạo và giữ nhiệt trong 10 phút; nên xoay mẫu khoảng 90o so với vị trí cũ khi đặt các tấm thép truyền tải lên.

Để một mẫu có thể được dùng nhiều lần mà không bị hỏng, việc thí nghiệm nên bắt đầu ở nhiệt độ thấp với tải trọng bé và thời gian tác dụng tải trọng ngắn trước.

7. Tính toán mô đun đàn hồi E và hệ số poisson µ của mẫu bê tông nhựa tương ứng với nhiệt độ, thời gian tác dụng lực, tần số tác dụng lực, theo các công thức sau:

ERI = P(µRI + 0.27)/t.∆HI (E-1)

ERT = P(µRT + 0.27)/t.∆HT (E-2)

µRI = 3.59 .∆HI/∆VI – 0.27 (E- 3)

µRT = 3.59 .∆HT/∆VT – 0.27 (E- 4)

trong đó:

ERI - mô đun đàn hồi tức thời, MPa;

ERT - mô đun đàn hồi toàn bộ, MPa;

µRI - hệ số poisson tức thời;

µRT - hệ số poisson toàn bộ;

P - tải trọng tác dụng trùng phục, N;

t - chiều cao của mẫu (đo theo đường sinh), mm;

∆HI - biến dạng ngang đàn hồi tức thời của mẫu, mm;

∆HT - biến dạng ngang đàn hồi toàn bộ của mẫu, mm;

∆VI - biến dạng đứng đàn hồi tức thời của mẫu, mm;

∆VT - biến dạng đứng đàn hồi toàn bộ của mẫu, mm; 187

8. Calculate the tensile strength, ST, of BM specimen at different temperatures using following equation:

ST = 2Pp.h / π.t.D (E-5)

where:

Pp.h - ultimate applied load of specimen to fail specimen, N;

t - specimen thickness, mm;

D - specimen diameter, mm.

9. Test report

The following shall be reported:

- The average resilient modulus of BM specimen at different temperatures, 5oC; 30oC or 25oC, and 40oC.The ERT shall be used for determining layer coefficient a1

- Load duration of each level(0,1s )

-ApplicableRepeated loading frequencies (1HZ)

-Specimen temperature isthe average annual temperature of the asphalt concrete layer given in the formulas in 6.4.8.2(average temperaturecan be temporarily used 30oC)

.

188

8. Tính toán xác định cường độ kháng kéo ST của mẫu bê tông nhựa ở nhiệt độ tương ứng theo công thức gần đúng sau:

ST = 2Pp.h / π.t.D (E-5)

trong đó:

Pp.h - tải trọng tác dụng làm phá hỏng mẫu, N;

t - chiều cao của mẫu (đo theo đường sinh), mm;

D - đường kính của mẫu, mm.

9. Lập báo cáo thí nghiệm:

- Mô đun đàn hồi trung bình của mẫu bê tông nhựa ở nhiệt độ thí nghiệm tương ứng (5 oC, 30 oC (hoặc 25 oC) và 40 oC). Để xác định hệ số lớp a1 của bê tông nhựa cần lấy trị số của ERT

- Thời gian tác dụng của tải trọng của mỗi cấp lực;( dùng 0,1s, khi xác định a1)

- Tần số tác dụng tải trọng trùng phục đã dùng;(dùng 1HZ khi xác định a1)

-Nhiệt độ thí nghiệm của mẫu là nhiệt độ trung bình trong năm của lớp Bê tông nhựa trong các công thức ở điều 6.4.8.2 (hiện đang tạm lấy là 30oC)

189

Figure E.1 - Indirect Tension Test

NOTES: (1) Scheme of Indirect Tension Test ; (a) Load-Time Pulse . (b) Vertical Deformation versus Time;

(c) Horizontal Deformation versus Time.

190

CHÚ DẪN:

(1) Sơ đồ bố trí mẫu bêtông nhựa ở thí nghiệm kéo gián tiếp

a) Dạng hình sin của tải trọng trùng phục - Biến đổi theo thời gian của tải trọng tác dụng

b) Biến dạng đứng của mẫu theo thời gian tác dụng của tải trọng trùng phục

c) Biến dạng ngang của mẫu theo thời gian tác dụng của tải trọng trùng phục

Hình E.1 - Thí nghiệm kéo gián tiếp (trùng phục tải trọng)

191

APPENDIX F (consult)

Flexible Pavement Design Examples

Example No.1. Determine Effective Resilient Modulus (MR) for Roadbed soil. The data of Roadbed soil survey are presented in Table F.1.

a) For Section 1 (Province N. B)

Table F.1 Season Month Roadbed Soil Modulus MR, MPa (psi) Relative Damage uf

(1) (2) (3) (4) Wet season 6;7;8;9 38 (5.500) 0.25

Transition season 10;11 59 (8.500) 0.09

Dry season 12;1;2;3 83 (12.000) 0.04

Transition season 4;5 66 (9.500) 0.07

Average

× + × + × + ×= =f

0,25 4 0,09 2 0,04 4 0,07 2u 0,123

12

Effective roadbed soil resilient modulus MR = 50 Mpa (7300 psi) (Corresponds to fu = 0.123)

NOTE:

Column (1), (2), (3) data from roadbed soil survey

Column (4) value of uf in column (4) is determined by using Figure 5, section 6.

MR = 50 MPa (7,300 psi) was determined by using Figure 5, it corresponds to calculated average fu =0.123.

192

Phụ lục F (Tham khảo)

Các ví dụ thiết kế áo đường mềm

Ví dụ 1. Xác định mô đun đàn hồi hữu hiệu (MR) của đất nền đường. Số liệu khảo sát về đất nền đường: xem Bảng F.1

Với đoạn 1 (Tỉnh NB)

Bảng F.1

Mùa Tháng Mô dun đàn hồi nền đất MR MPa (psi) Mức độ hư hỏng tương đối uf

(1) (2) (3) (4) Mùa ẩm ướt 6,7,8,9 38 (5.500) 0.25

Thời hạn chuyển mùa 10,11 59 (8.500) 0.09

Mùa khô 12,1,2,3 83 (12.000) 0.04

Thời hạn chuyển mùa 4,5 66 (9.500) 0.07

Giá trị trung bình

× + × + × + ×= =f

0,25 4 0,09 2 0,04 4 0,07 2u 0,123

12

Mô đun đàn hồi hữu hiệu đất nền đường MR = 50 Mpa (7300 psi) (tương ứng với fu = 0,123)

CHÚ THÍCH:

Cột (1), (2), (3) ghi các số liệu kháo sát đất nền đường.

Cột (4) Giá trị của ur được xác định bằng cách sử dụng biểu đồ (Hình5, Điều 6).

MR = 50 MPa (7300 psi) xác định bằng cách sử dụng biểu đồ Hình5, nó tương ứng với trị số trung bình fu = 0,123.

193

Example No.2: Determine Design ESAL factor using Weigh-in-Motion (WIM) data surveyed on existing highway

Data of a detailed survey done by Finnida during 1991 from a large-scale weigh-in-motion survey has been used for the estimation of ESAL for this example. The data is available at 2 locations in Northern Vietnam (total 3+4 days), see Table F.2.

Table F.2

Type of Vehicle Number of Veh ESA Facto Total ESA Design ESAL Factor 1 2 3 4 5

Minibus, Pickups

262 0.029 7.572

0.010

386 0.028 10.962 412 0.022 8.899 360 0.014 4.860 434 0.012 5.382 280 0.011 3.052 189 0.008 1.493 215 0.007 1.570 477 0.007 3.101 244 0.006 1.464

186 0.006 1.079 250 0.004 1.025 447 0.003 1.270

304 0.002 0.517

Bus 51 0.973 49.681

0.870 86 0.877 75.413 63 0.833 52.492 47 0.801 37.652

Truck 2 Axes

657 1.701 1117.294

0.980

675 1.636 1104.233 762 1.415 1078.382 438 1.156 506.416 393 0.991 389.463 314 0.988 310.201 397 0.926 367.781 368 0.871 320.602 370 0.843 312.021 386 0.815 314.436 569 0.558 317.445 781 0.543 423.849 733 0.499 366.060 434 0.480 208.277

194

Ví dụ 2. Xác định hệ số ESAL thiết kế , sử dụng số liệu cân xe chạy trên đường WIM đã được khảo sát trên đường cũ

Số liệu khảo sát chi tiết theo FINNIDA trong năm 1991 từ số liệu khảo sát cân xe đang chạy được dùng để tính ra ESAL’s cho ví dụ này. Số liệu này có được ở hai địa phương phía Bắc Việt Nam (Tổng số 3+4 ngày đếm và cân xe) xem Bảng F.2.

Bảng F.2

Loại xe Số lượng xe Hề số ESAL Tổng số ESAL Hệ số ESAL để thiết kế 1 2 3 4 5

Xe khách nhỏ

Xe tải nhỏ

262 0.029 7.572

0.010

386 0.028 10.962 412 0.022 8.899 360 0.014 4.860 434 0.012 5.382 280 0.011 3.052 189 0.008 1.493 215 0.007 1.570 477 0.007 3.101 244 0.006 1.464 186 0.006 1.079 250 0.004 1.025 447 0.003 1.270 304 0.002 0.517

Xe khách

51 0.973 49.681

0.870

86 0.877 75.413 63 0.833 52.492 47 0.801 37.652

Xe 2 trục

657 1.701 1117.294

0.980

675 1.636 1104.233 762 1.415 1078.382 438 1.156 506.416 393 0.991 389.463 314 0.988 310.201 397 0.926 367.781 368 0.871 320.602 370 0.843 312.021 386 0.815 314.436 569 0.558 317.445 781 0.543 423.849 733 0.499 366.060 434 0.480 208.277

195

Table F.2 (end)

Truck ≥ 3 axles

103 3.107 320.010

1.580

98 2.541 249.030 97 2.295 222.580 45 1.832 82.440 65 1.649 107.200 66 1.584 104.530 74 1.539 113.850 50 1.481 74.050 53 1.409 74.680 53 1.408 74.620 103 0.813 83.770 82 0.811 66.540 40 0.635 25.390 127 0.596 75.630

All semi and full Trailers

35 4.484 156.940

1.480

50 3.054 152.680 29 2.485 71.290 67 2.353 157.680 128 2.000 256.020 26 1.994 51.770 34 1.980 67.310 78 1.965 153.270 23 1.637 37.640 43 1.569 67.470 52 1.333 69.310 95 0.495 47.010 90 0.483 43.430 155 0.075 11.700

NOTE:

Data on column (2) are the surveyed data at 2 locations (total 4 + 3 days);

Data on column (3) are the values of axle load equivalency factors given in Tables B.1 to B.6 in Appendix B for varying single, double and tri-axle loads surveyed on existing highway, using WIM.

Data on column (4) are the Product of (2) with (3);

Data on column (5) are the Quotient of (4)(2)

∑

∑

196

Bảng F.2 (kết thúc)

Xe 3 trục và hơn 3 trục

103 3.107 320.010

1.580

98 2.541 249.030 97 2.295 222.580 45 1.832 82.440 65 1.649 107.200 66 1.584 104.530 74 1.539 113.850 50 1.481 74.050 53 1.409 74.680 53 1.408 74.620 103 0.813 83.770 82 0.811 66.540 40 0.635 25.390 127 0.596 75.630

Tất cả các xe sơ-mi moóc

và xe moóc

35 4.484 156.940

1.480

50 3.054 152.680 29 2.485 71.290 67 2.353 157.680 128 2.000 256.020 26 1.994 51.770 34 1.980 67.310 78 1.965 153.270 23 1.637 37.640 43 1.569 67.470 52 1.333 69.310 95 0.495 47.010 90 0.483 43.430 155 0.075 11.700

CHÚ THÍCH:

Số liệu ở cột (2) là số liệu khảo sát ở hai vị trí ( tổng số 3+4 ngày)

Số liệu ở cột (3) là trị số tra ở các Bảng B.1 đến B.6 ở Phụ lục B, tương ứng với tải trọng trục xe đơn, trục đôi, trục ba thực tế đã cân được bằng WIN

Số liệu ở cột (4) là tích số của cột (2) và (3)

Số liệu ở cột (5) là thương số của (4)(2)

∑

∑

197

Example No. 3:

Determining the total ESAL’s for the performance period.

The data of traffic survey are presented in table F.3.

Traffic survey carried out at 1999.

Beginning date of exploitation of Highway No.10: Year: 2002

Table F.3

Station: North N B Date of traffic survey :1999

Growth rate I=10% Vehicle type Cars Minibus Bus Truck 2 axles Truck 3 axles Truck 4 axles

Veh/day; year 1999 401 118 196 687 37 31 2002 533 157 261 914 50 27 2003 586 173 287 1005 54 30 2004 645 190 315 1106 60 33 2005 710 209 347 1216 66 37 2006 780 230 381 1336 73 40 2007 859 253 420 1472 80 44 2008 944 278 462 1619 88 49 2009 1039 306 508 1781 97 54 2010 1143 337 558 1959 106 59 2011 1257 370 614 2155 117 65 2012 1383 407 676 2370 128 71 2013 1521 448 743 2670 141 78 2014 1673 493 818 2868 155 86 2015 1840 542 899 3155 171 95 2016 2024 596 989 3470 188 104

Number vehicles in 15 years*) 6.812.010 1.820.733 3.021.479 10.597.556 574.521 318.485 ESAL factor (from column 5 ex.

No.2) 0,001 0,01 0,87 0,98 1,58 1,48

ESAL 6.182 18.207 2.628.687 10.358.605 907.743 471.359 DD=0.5; DL=1.0

Total ESAL’s (design traffic for 1 lane): 7,208,891

NOTE:

*) Number vehicles of each type in 15 years ( )80

W may be calculated using formula:

( )n

1

80

N 365 1 i 1W

i

× + −=

where:

N1 - vehicles/day at the beginning year of exploitation of highway (in this case 2002 year);

n - performance period of pavement (in this case n = 15 years);

i - traffic growth rate (in this case i=0,10).

198

Ví dụ 3.

Xác định tổng số ESAL’s cho thời hạn phục vụ

Số liệu khảo sát xe được trình bày ở Bảng F.3

Thời gian khảo sát xe ở năm 1999

Thời gian bắt đầu khai thác QL10 năm 2002

Bảng F.3 Vị trí : Bắc tỉnh NB

Thời gian đếm xe :1999 Tỷ lệ tăng trưởng xe I=10%

Loại xe Xe con Xe khách nhỏ Xe khách Xe 2 trục Xe 3 trục Xe 4 trục Xe/ ngđ 1999 401 118 196 687 37 31

2002 533 157 261 914 50 27 2003 586 173 287 1005 54 30 2004 645 190 315 1106 60 33 2005 710 209 347 1216 66 37 2006 780 230 381 1336 73 40 2007 859 253 420 1472 80 44 2008 944 278 462 1619 88 49 2009 1039 306 508 1781 97 54 2010 1143 337 558 1959 106 59 2011 1257 370 614 2155 117 65 2012 1383 407 676 2370 128 71 2013 1521 448 743 2670 141 78 2014 1673 493 818 2868 155 86 2015 1840 542 899 3155 171 95 2016 2024 596 989 3470 188 104

Số lượng xe của 15 năm *) 6.812.010 1.820.733 3.021.479 10.597.556 574.521 318.485 ESAL(từ cột 5 ví dụ 2) 0,001 0,01 0,87 0,98 1,58 1,48

ESAL 6.182 18.207 2.628.687 10.358.605 907.743 471.359 DD=0.5; DL=1.0

Tổng số ESAL’s thiết kế (cho một làn xe): 7.208.891

CHÚ THÍCH:

*) Tổng số lượng của mỗi loại xe trong 15 năm ( )80W có thể tính theo công thức sau :

( )n

1

80

N 365 1 i 1W

i

× + −=

Trong đó: N1 - xe/ ngđ ở năm đưa đường vào khai thác (ở đây là năm 2002);

n - thời hạn phục vụ của đường n =15 năm;

i - tỷ lệ tăng trưởng ( trong trường hợp này i=0,10).

199

Example No.4: Flexible Pavement design Example

1. In case of Highway No.10 (section of Province N B), the input data are following:

- Performance period and analysis period are the same (15 years)

- Design traffic for one lane: W18 = 7,208,891 (ESAL’s) (from Examples No.2 and No.3)

- Desired overall reliability R = 85% -> ZR = -1.037

- Overall standard deviation So = 0,45

- Desired terminal serviceability pt = 2.2

The initial serviceability pi normally achieved for flexible pavement in Vietnam is 4.2. Thus, the overall design serviceability loss for this example is:

∆PSI = pi - pt = 4.2 - 2.2 = 2.0

- Roadbed soil effective Resilient Modulus: 50 MPa (7,300 psi) (from Example No.1)

- Environmental Impacts:

+ It is anticipated that an improved drainage system and a use of good filling soil (placement of non-swelling susceptible soil) shall be carried out. Thus, Roadbed swelling is negligible.

+ Quality of drainage is good. Percent of time pavement structure in exposed to moisture levels approaching saturation: 20%. Thus m2 = m3=1.0, Table 13, section 6.

- Materials for pavement layers (based on local material conditions)

+ Asphalt concrete for wearing course (dmax nominal = 12.5 mm)

+ Asphalt concrete (dmax nominal = 19 mm) for binder course (Average elastic modulus at 30oC of Asphalt concrete: 2.070 MPa (300,000 psi)

+ Aggregate class A (CBR > 80%) for base course

+ Aggregate class B (CBR ≥ 30%) for sub-base course

Thus layer coefficients are following (Figures 7; 8 and 11, in section 6):

+ For surfacing course a1 = 0,37;

+ For base course a2 = 0.135;

(for cement stabilized graded aggregate base R7comp = 4.8 MPa → a2 = 0.20)

+ For sub-base course a3 = 0,11

2. Determining the required structural number SN of the flexible pavement: Using the design Figure for flexible Pavements (Figure 4,in section 6), or the software PC for determining SN:

SN = 4.41

200

Ví dụ 4. Ví dụ thiết kế áo đường mềm

1. QL10 (đoạn thuộc tỉnh NB), Số liệu đầu vào như sau:

- Thời hạn phục vụ và thời hạn phân tích của áo đuờng như nhau (15 năm)

- Lượng xe thiết kế cho 1 làn xe W18 = 7.208.891(EASL’s)(từ ví dụ 2 và 3)

- Độ tin cậy toàn bộ yêu cầu R=85% ⇒ ZR=- 1,037.

- Độ lệch tiêu chuẩn toàn bộ So = 0,45.

- Khả năng phục vụ cuối thời hạn phục vụ pt =2,2.

Thông thường khả năng phục vụ ban đầu p0 của áo đường mềm ở Việt Nam là 4,2. Vậy độ tổn thất khả năng phục vụ thiết kế toàn bộ cho ví dụ này là :

∆PSI = po- pt = 4,2 - 2,2 = 2,0.

- Mô đun đàn hồi hữu hiệu đất nền MR= 50 MPa (7300 psi) (từ Ví dụ 1)

- Tác động của môi trường :

+ Dự kiến trước một hệ thống thoát nước tốt và dùng đất tốt để đắp nền (đất đắp không dễ bị trương nở). Vậy là đã loại bỏ được sự trương nở của nền đường.

+ Chất lượng thoát nước tốt . Phần trăm thời gian của kết cấu mặt đường có độ ẩm gần trạng thái bão hoà chỉ có 20% . Vậy m2= m3=1,0 (từ Bảng 13 trong Điều 6 của tiêu chuẩn này)

- Vật liệu các lớp mặt đường(theo điều kiện vật liệu địa phương)

+ Bêtông nhựa (dmax = 12,5 mm) cho lớp trên của lớp mặt đường.

+ Bêtông nhựa (dmax = 19mm) cho lớp dưới của lớp mặt đường (môđun đàn hồi trung bình ở 30 oC của Bêtông nhựa = 2.070 MPa (300.000 psi)

+ Cấp phối loại A (CBR > 80%) cho lớp móng trên.

+ Cấp phối loại B (CBR ≥ 30%) cho lớp móng dưới.

Nên hệ số lớp như sau (theo Hình 7;8 và 11 trong Điều 6):

+ Cho lớp mặt a1= 0,37;

+ Cho lớp móng trên a2= 0,135;

(Phương án móng trên bằng cấp phối đá dăm gia cố xi măng - R7nén = 4,8 MPa →a2 = 0,20)

+ Cho lớp móng dưới a 3 = 0,11

2. Xác định chỉ số kết cấu yêu cầu SN của mặt đường mềm :

Dùng toán đồ cho mặt đường mềm (Hình 4 trong Điều 6) hoặc dùng phần mềm PC để xác định SN:

SN= 4,41

201

3. Determining layer thicknesses using following equations:

2.54 SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3

2.54 x 4.41 = 0.37 x D1 + 0.135 x D2 x 1.0 + 0.11 x D3 x 1.0

Di - thickness in "cm"

The thickness of surfacing (asphalt concrete) of 12 cm (5 cm + 7 cm) is selected.

The thickness of base of 25 cm is temporary selected, thus the thickness of sub-base will be:

[ ]× − × + ×= =3

2.54 4.41 0.37 12 0.135 25D 31 cm

0.11

4. When using cement stabilized aggregate base, the thickness of layers is determinated as follows:

2.54 x 4.41 = 0.37 D1 + 0.20 D2 x 1.0 + 0.11 D3 x 1.0

- The thickness of A.C surfacing selected is 12 cm (5 cm + 7 cm)

- The thickness of cement stabilized aggregate base with R7comp. = 4.8MPa; a2 = 0.20, preliminarily selected

as 20 cm.

- The thickness of subbase is:

[ ]× − × + ×= =3

2.54 4.41 0.37 12 0.20 20D 25 cm

0.11

202

3. Xác định các chiều dày của các lớp theo công thức sau:

2,54SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3

2,54 x 4,41 = 0,37 D1 + 0,135 D2 x 1,0 + 0,11 D3 x 1,0

Di - chiều dày tính bằng cm.

Chiều dày của lớp mặt bê tông nhựa đã chọn là 12 cm (5 cm + 7 cm);

Chiều dày lớp móng trên sơ bộ chọn 25 cm, như vậy chiều dày lớp móng dưới sẽ là :

[ ]3

2,54 4,41 0,37 12 0,135 25D 31 cm

0,11× − × + ×

= =

4. Nếu dùng lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm gia cố xi măng thì chiều dày của các lớp được xác định như sau:

2,54 x 4,41 = 0,37D1 + 0,20D2 x 1,0 + 0,11D3 x 1,0

- Chiều dày của lớp mặt bê tông atphan đã chọn là 12 cm (5 cm + 7 cm)

- Chiều dày lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm gia cố xi măng có R7nén=4,8 MPa, a2 = 0,20, sơ bộ chọn 20

cm.

- Chiều dày lớp móng dưới sẽ là:

[ ]3

2,54 4,41 0,37 12 0,20 20D 25 cm

0,11× − × + ×

= =

203

NOTE:

1. The above SN equation does not have a single unique solution; i.e., there are many combinations of layer thicknesses, which satisfy the solutions. When selecting appropriate values for the layer thickness, it is necessary to consider their cost effectiveness, along with the construction and maintenance constraints in order to avoid the possibility of producing an impractical design.

2. If the base material has a modulus where the ratio of its modulus with the one of the surfacing materials is less than 1/10, then the above procedure should not be applied (see Example No.6).

204

CHÚ THÍCH:

1.Phương trình chỉ số kết cấu SN nói ở trên không phải chỉ có một nghiệm duy nhất mà có nhiều tổ hợp các chiều dày của lớp thoả mãn lời giải . Khi lựa chọn trị số thích hợp của các chiều dày các lớp cần xem xét về giá thành, các điều kiện hạn chrrs

trong thi công và duy tu sửa chữa, cố gắng loại trừ khả năng đưa ra một thiết kế không hợp lý.

2.Nếu vật liệu lớp móng trên có mô đun đàn hồi mà tỷ lệ của nó đối với mô đun đàn hồi của lớp mặt nhỏ hơn 1/10 thì

trình tự tính toán như trên không dùng được( xem ví dụ 6).

205

Example No.5: Flexible Pavement design Example for stage construction

1. In other case of Highway No.10, the input data are following:

- Performance period = 15 years

- Analysis period = 20 years

- Design traffic for one lane in performance period (from Example No.2 and No.3)=W18(15years) = 7,280,891

(ESAL’s)

Total ESAL’s for one lane in analysis period: W18(20years) = 13.001,606 (ESAL’s)

- Desired overall reliability of the design strategy R = 80%

Thus individual design reliability for each stage must be

Rstage= (0,80)1/2 = 89,1% ≈90%

and Z = - 1.282

- Overall standard deviation So = 0,45

- Overall design serviceability loss ∆ psi = pi - pt = 4.2 - 2.2 = 2.0

- Roadbed soil effective Resilient Modulus: MR = 50 MPa (7,300 psi) (from Example No.1)

- Environmental impacts

+ Roadbed swelling is negligible

+ m2 = m3 = 1,0 (see Example No.4)

- Layer coefficients (see Example No.4)

a1 = 0.37

a2 = 0.135

a3 = 0.11

2. Determining the required structural number SN of the designed flexible pavement:

Using the design for flexible pavements, Figure 4, section 6, or the software PC for determining SN:

SN = 4.57

206

Ví dụ 5. Ví dụ thiết kế áo đường mềm được xây dựng theo giai đoạn

1. Một trường hợp khác của QL10, số liệu đầu vào như sau:

- Thời hạn phục vụ 15 năm

- Thời hạn phân tích 20 năm

- Lượng xe thiết kế cho 1 làn xe trong thời hạn phục vụ (từ ví dụ 2 và 3) = 1518W năm= 7.280.891(ESAL’s)

Tổng số ESAL’s cho 1 làn theo thời hạn phân tích Wnam20

18 = 13.001.606 (ESAL’s)

- Độ tin cậy toàn bộ yêu cầu của chiến lược thiết kế R= 80%

Vậy độ tin cậy cho từng giai đoạn như sau :

R giaidoan = (0,80) 1 2/ = 89,1% ≈ 90%

Và ZR = -1,282

- Độ lệch tiêu chuẩn toàn bộ So = 0,45

- Mức độ tổn thất khả năng phục vụ toàn bộ theo thiết kế

∆PSI = pi - pt = 4,2 - 2,2 = 2,0.

- Mô đun đàn hồi của nền đất MR = 50 MPa (7300 psi) (từ ví dụ 1)

Tác động của môi trường :

+ Nền đất không có trương nở

+ m 2 = m 3 =1,0 (xem ví dụ 4)

- Các hệ số lớp (xem ví dụ 4)

a1= 0,37

a2= 0,135

a3= 0,11

2. Xác định chỉ số kết cấu yêu cầu SN cho áo đường mềm đã thiết kế:

Dùng toán đồ thiết kế của áo đường mềm (xem Hình 4 Điều 6) hoặc phần mềm PC để xác định SN.

SN = 4,57

207

3. Determining layer thicknesses using following equations:

2.54 SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3

2.54 x 4.57 = 0.37 x D1 + 0.135 x D2 x 1.0 + 0.11 x D3 x 1.0

D1 = thicknesses in "cm"

The thickness of surfacing (asphalt concrete) of 12 cm (5 cm + 7cm) is selected. The thickness of base of 25cm is temporary selected,

Thus the thickness of sub-base will be:

[ ]× − × + ×= =3

2.54 4.57 0.37 12 0.135 25D 35cm

0.11

NOTES

(1) and (2). See Example No.4

(3) For second stage construction: see Section 7 Rehabilitation method with Overlay and the Examples 7, 8, 9.in this Appendix F.

208

3. Xác định các chiều dày của các lớp theo công thức sau:

2,54SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3

2,54 x 4,57 = 0,37 D1 + 0,135 D2 x 1,0 + 0,11 D3 x 1,0

Di - chiều dày tính bằng cm.

Chiều dày của lớp mặt bê tông atphan đã chọn là 12 cm (5 cm+7 cm)

Chiều dày lớp móng trên sơ bộ chọn 25 cm. Như vậy chiều dày lớp móng dưới sẽ là:

[ ]× − × + ×= =3

2,54 4,57 0,37 12 0,135 25D 35cm

0,11

CHÚ THÍCH:

(1) và (2) Cũng như ở ví dụ 4.

(3) Đối với xây dựng giai đoạn 2: xem Điều 7 về phương pháp gia cường áo đường bằng rải lớp phủ của tiêu chuẩn này và ví dụ 7, 8, 9 ở Phụ lục F này .

209

Example No.6: Procedure for determining thicknesses of pavement layers using a Layered Analysis approach.

It should be recognized that, for flexible pavements, the structure is a layered system and should be designed accordingly.

In case that the ratio of Modulus of base materials with the modulus of surfacing materials in less than 1/11, this procedure should be applied.

1. Input data:

- W80 = 7,208,891

- R = 0.85 => Z = -1.037

- So = 0.45

- ∆ PSI = 4.2 - 2.2 = 2.0

- MR of Roadbed soil = 50 MPa (7,300psi)

- Elastic modulus of base aggregate: 172 MPa (25,000 psi); a2 = 0.12

- Elastic modulus of sub-base aggregate: 97 MPa (14,000 psi); a3 = 0.102

- Elastic modulus of asphalt concrete (30 oC): 2,070 MPa (300,000 psi); a1 = 0.37

- m2 = m3 = 1.0

2. Procedure for determining thicknesses of Layers using a layered analysis approach:

Roadbed soil MR=50 Mpa (7,300 psi)

SN1

SN2

SN3

E1 = 2070 MPa (300,000psi)

E2 = 172 MPa (25,000psi)

E3 = 97 MPa (14,000psi)

D1

D2

D3

a1 = 0.37

a2 =0.12

a3= 0.102

210

Ví dụ 6. Trình tự xác định chiều dày các lớp áo đường khi sử dụng phương pháp phân tích theo từng lớp.

Cần nhớ rằng, kết cấu áo đường mềm là một hệ nhiều lớp, nên khi phải áp dụng trình tự này để thiết kế thì kết quả sẽ chính xác hơn, bảo đảm chiều dày từng lớp hợp lý. Có phần mềm máy tính giúp cho việc tính toán được nhanh chóng (xem Phụ lục G).

Phương pháp này được dùng khi tỉ số mô đun của vật liệu lớp móng trên đối với vật liệu lớp mặt nhỏ hơn 1/10, và nên dùng cho cả trường hợp tỉ số ấy lớn hơn 1/10 khi có phần mềm PC.

1. Số liệu đầu vào:

W80 = 7.208.891

R = 0,85⇒ ZR = -1,037

S0 = 0,45

∆PSI = 4,2 - 2,2 = 2,0

Mô đun đàn hồi hữu hiệu (MR) của đất nền đường : MR = 50MPa (7300 psi)

Mô đun đàn hồi của lớp móng cấp phối đá dăm làm móng trên: 172 MPa (25.000 psi), a2 = 0,12.

Mô đun đàn hồi của lớp cấp phối đá dăm làm móng dưới : 97 MPa (14.000 psi), a3 = 0,102

Mô đun đàn hồi của bê tông at phan ở 30oC: 2070 MPa (300.000 psi), a1 = 0,37

m2 = m3 = 1,0

2.Trình tự xác định chiều dày của các lớp sử dụng phương pháp phân tích theo từng lớp

SN1

SN2

E1 = 2070 MPa (300.000 psi)

D1 a1 = 0,37 SN3

E2 = 172 MPa (25.000 psi)

D2 a2 = 0,12

E3 = 97 MPa (14.000 psi)

D3 a3 = 0,102

MR nền đất = 50MPa (7300 psi)

211

- Determining SN3: Using Input data is following:

W80 = 7,208,891

R = 0.85 Z = -1.037

S0 = 0.45

∆PSI = 2.0

MR = 50 MPa (7,300psi)

From Figure 4 in section 6

⇒ SN3 = 4.41

(see Example No.4)

- Determining SN1: Using Input data as following:

W80 = 7,208,891

R = 0.85 ⇒ Z = -1.037

S0 = 0.45

∆PSI = 2.0

MR = E2 = 172 MPa (25,000psi)

From Figure 4 in section 6

⇒SN1 = 2.85

D1 = × =2.85

2.54 19.56cm0.37

The thickness of surfacing layer of 20cm is taken, thus

×= =*

120 0.37

SN 2.9132.54

- Determining SN2: Using Input data as following:

W80 = 7,208,891

R = 0.85 ⇒ Z = -1.037

S0 = 0.45

∆PSI = 2.0

MR = E3 = 97 MPa (14,000psi)

From Figure 4 in section 6

⇒SN2 = 3.52

D2 = ( )− −

× =×

=*

2 1

2 2

SN SN 3.52 2.9132.54 12.85cm

a m 0.12 1.0

The thickness of 12.85cm is less than minimum required thickness of base layers (15 cm); thus the thickness of base aggregate layer of 15cm should be used.

212

- Xác định SN3 : Số liệu đầu vào như sau

W80 = 7.208.891

R = 0,85 Z = -1,037

S0 = 0,45

∆PSI = 2,0

MR = 50 MPa (7.300psi)

Từ toán đồ Hình 4 trong Điều 6

⇒ SN3 = 4,41

(xem ví dụ 4)

- Xác định SN1 : Sử dụng số liệu đầu vào như sau:

W80 = 7.208.891

R = 0,85 ⇒ Z = -1,037

S0 = 0,45

∆PSI = 2,0

MR = E2 = 172 MPa (25.000psi)

Từ toán đồ Hình 4 trong Điều 6

⇒SN1 = 2,85

D1 = × =2,85

2,54 19,56cm0,37

Chiều dày của lớp mặt lấy bằng 20 cm thì:

×= =*

120 0,37

SN 2,9132,54

- Xác định SN2 : Sử dụng số liệu đầu vào như sau:

W80 = 7.208.891

R = 0,85 ⇒ Z = -1,037

S0 = 0,45

∆PSI = 2,0

MR = E3 = 97 MPa (14.000psi)

Từ toán đồ Hình 4 trong Điều 6

⇒SN2 = 3,52

D2 = ( )− −

× =×

=*

2 1

2 2

SN SN 3,52 2,9132,54 12,85cm

a m 0,12 1,0

Chiều dày 12,85 cm nhỏ hơn chiều dày yêu cầu tối thiểu của lớp móng trên (15 cm), vây chiều dày lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm sẽ bằng 15 cm.

213

×= =*

2

15 0.12SN 0.709

2.54

- Determining the thickness of sub-base aggregate layer:

( ) ( )[ ]− + − += = × =

× ×

* *

3 1 2

33 3

SN SN SN 4.41 2.913 0.709D 2.54 20cm

a m 0.102 1.0

- This result in pavement structure selected as following figure

NOTE:

1. The above structure is effectively used because layer ATB is considered as dense asphalt concrete layer of coarse aggregate with the resilient modulus equivalent to two asphalt concrete layers AC1 and AC2.

2. If the quality of ATB layer is lower than two layers AC1 and AC2, Marshall stability of ATB = 6.5 to 7.1 kN, it

may be taken aATB = 0.28 ÷ 0.29 thus ATB layer shall have the thickness as × =0,37

8 10cm0,29

ATB. In this case,

total thickness of pavement is:

5 + 7 + 10 + 15 + 20 = 57 cm

Determining the thickness of these layers of pavement by using the sofware PC (see Appendix G).

214

×= =*

2

15 0,12SN 0,709

2,54

- Xác định chiều dày của lớp móng dưới bằng cấp phối đá

( ) ( )[ ]− + − += = × =

× ×

* *

3 1 2

33 3

SN SN SN 4,41 2,913 0,709D 2,54 20cm

a m 0,102 1,0

- Kết quả, sẽ có một kết cấu áo đường như hình vẽ dưới đây:

AC1

AC2 E1trungbình = 2070 MPa

(300.000psi)

ATB

Lớp móng cấp phối đá dăm loại A

CBR ≥ 80%

E2 = 172 MPa

(25.000 psi)

Lớp móng cấp phối đá dăm loại B

CBR ≥ 30%

E3 = 97 MPa

(14.000psi)

ΣDi = 55c Mô đun nền đất MR=50 MPa (7.300psi)

CHÚ THÍCH:

1. Dùng được kết cấu trên là vì lớp ATB xem như lớp bêtông nhựa chặt hạt lớn, có mô đun đàn hồi tương đương với hai lớp bê tông nhựa AC1 và AC2.

2. Nếu chất lượng lớp ATB kém hơn so với 2 lớp AC1 và AC2 (Độ ổn định Marshall của lớp ATB = 6,5 đến 7,1

kN) thì có thể lấy aATB = 0,28 ÷ 0,29 và lớp ATB phải có chiều dày bằng : × =0,37

8 10cm ATB0,29

Lúc này chiều dày toàn bộ kết cấu mặt đường sẽ là:

5 + 7 +10+15+20 = 57 cm

Xem cách giải bằng phần mềm trên máy tính và kết quả của ví dụ này ở Phụ lục G

Example No.7: 215

Calculation for strengthening the existing pavement with asphalt concrete (A.C) overlay in accordance with method "Non-destruction Test NDT” by using deflection basin measuring method with device FWD.

(Before using examples 7, 8, 9 consult Figure F.1 attached to this Appendix,at the end of example No 11 for the applicable symbols)

A. Input Data

1. Structure of existing pavement to be strengthened

A.C surfacing: 7 cm

Graded aggregate material class I for base course: 25 cm

Laterit graded material for subbase course: 30 cm

Total thickness of the Pavement Structure D = 62cm (24,41 in

2. Total equivalent single Axles required Nf = 4,000,000 for the future traffic flow for one lane (counted from beginning date for strengthening work)

3. Deflection measuring data by means of FWD device on existing pavement

- Performances of device FWD

P = 40 kN (9,000 Pounds)

a = 15 cm (5.9 inches)

r = 90 cm (36 inches)

- The temperature of pavement at measuring time t = 40oC

- Measuring data acquired

do = 700 µm (27.6 mils) at t = 40oC

dr = 90 µm (3,55 mils)

B. Procedure and Calculation Results

1. Calculate SNf value for given data as:

W80 = Nf = 4,000,000

R = 90% => Z = -1.282

S0 = 0.45

∆ PSI = 4.2 - 2.2 = 2.0

MR design = 39.0 MPa (5657 psi)

MR design was calculated from measuring data with FWD device, see B-2

- Using the equations (8) or (9) or the chart, Figure 4 in section 6 or using available computer program PC, SNf is found:

SNf = 4.6

Ví dụ 7.

216

Tính toán gia cường áo đường cũ bằng lớp phủ bê tông nhựa theo phương pháp “thí nghiệm không phá hoại NDT” bằng thiết bị đo võng FWD

(Trước khi xem các ví dụ 7, 8, 9 nên xem Hình vẽ F.1 kèm theo cuối Ví dụ 11 để hiểu rõ các ký hiệu hơn)

A. Số liệu đầu vào.

1. Kết cấu áo đường hiện hữu cần gia cường:

Lớp mặt bê tông nhựa: 7 cm

Lớp móng trên cấp phối đá dăm loại I: 25 cm

Lớp móng dưới - cấp phối đồi: 30 cm

Tổng chiều dày kết cấu D = 62 cm (24,41 in)

2. Tổng trục đơn tương đương Nf = 4.000.000 (trục đơn 80 kN) yêu cầu cho giao thông tương lai trên 1 làn xe (kể từ ngày bắt đầu gia cường trở đi)

3. Số liệu đo võng bằng FWD trên mặt đường hiện hữu:

- Các đặc trưng của thiết bị do FWD:

P = 40 kN (9000 pounds)

a = 15 cm (5,9 in)

r = 90 cm (36 in)

- Nhiệt độ mặt đường nhựa lúc đo t = 40 oC

- Số liệu đo được:

do = 700 µm (27,6 mils) - ở t = 40 oC

dr = 90 µm (3,55 mils)

B. Trình tự và kết quả tính toán:

1. Tính SNf với các số liệu:

W80 = Nf = 4.000.000

R = 90% ⇒ ZR = -1,282

So = 0,45

∆PSI = 4,2 - 2,2 = 2,0

MRthiết kế = 39,0 MPa (5657 psi)

MRthiết kế được tính từ số liệu đo bằng FWD, xem điểm B-2

- Dùng công thức ( 8) hoặc (9) hoặc toán đồ Hình 4 trong Điều 6, hoặc dùng phần mềm máy tính PC, tính ra được SNf:

SNf = 4,6

217

2. Calculate SNeff derived from the data acquired by deflection measuring device FWD

- Calculate MR from equation 20b (or 20a) in section 7 :

MR = 2.4x40 118.5MPa (17,143 psi)0.009x90 =

- Calculate MR design from equation 21b (or 21a) in section :

MR design = 0.33MR = 39MPa (5657 psi)

- Adjust deflection value "do" measured at compression plate center from pavement temperature at t = 400C into designed temperature (300C of Vietnam) according to equation D.7 in Appendix D, and chart, Figure D.3, Appendix D:

do(30) = ( )× = = µ =0,77

0,700 0,06077cm 607,7 m= 0,024inches 24 mils0,887

- Calculate Ep according to the equation 19 in section 7, or chart, Figure D.2, Appendix D, herein. Figure D.2 was used:

R 0M xd 118.5x607.7 1,800P 40= =

derived from chart, corresponding with 800,1PxdM 0R = and D = 62cm it was obtained: P

R

E 2.15M = and EP = 2.15 x

118.5 = 254.8 MPa (36,942psi)

recheck condition r ≥ 0.7ae; calculate ae from equation D.2 Appendix D:

( )22 3

ea 15 62 2,15 81,4cm = + =

with r = 90 cm ≥ 0.7 x 81.4 = 57 cm

So, the above condition is satisfactory.

- Calculate SNeff from equations (18b) or (18a) or the chart, Figure 13 in section7:

SNeff = 0.0093 x 62 x (254.8)1/3 = 3.65

3. Determine the overlay thickness Dol from equations 17 and 16 in section 7:

SNol = SNf - SNeff = 4.6 - 3.65 = 0.95

Dol = cm52.637.0

95.0x54.2axSN54.2

ol

ol == cm7≈

Conclusion: Calculation by using method "Non-destruction Test" with FWD device, an asphalt concrete overlay of 7 cm thickness is used to strengthen an existing pavement to withstand a further total of single axles equal to 4,000,000 ESAL 80 kN for one lane in the future

218

2. Tính SNeff từ các số liệu đo võng bằng thiết bị FWD

- Tính MR theo công thức (20b), hoặc(20a) trong Điều 7:

×= =

×R

2,4 40M 118,5MPa

0,009 90(17143 psi)

- Tính MRthiết kế theo công thức (21b),hoặc (21a) trong Điều 7:

MRthiết kế = 0,33MR = 39MPa (5657psi)

- Hiệu chỉnh độ võng do đo được ở tấm ép, lúc nhiệt độ mặt đường ở t = 40 oC về nhiệt độ tính toán (30 oC ở Việt Nam) theo công thức D-7 ở Phụ lục D, và toán đồ Hình D.3 ở Phụ lục D

do(30) = ( )× = = µ =0,77

0,700 0,06077cm 607,7 m= 0,024inches 24 mils0,887

- Tính Ep theo công thức (19) trong Điều 7, hoặc theo toán đồ Hình D.2 ở Phụ lục D. ở đây xác định theo toán đồ Hình D.2:

× ×= =R oM d 118,5 607,7

1800P 40

Từ toán đồ, ứng với ×

=RM do1800

P và D = 62 cm, Xác định được =p

R

E2,15

M

Từ đấy EP= 2,15 x 118,5 = 254,8 MPa (36.942 psi)

- Kiểm tra điều kiện r ≥ 0,7ae .Tính ae theo công thức D-2 ở phụ lục D

( )= + =

22 3

ea 15 62 2,15 81,4cm

Vậy r = 90 cm ≥ 0,7 x 81,4 = 57 cm; vậy điều kiện trên thoả mãn

Tính SNeff theo công thức (18b), hoặc (18a) hoặc toán đồ Hình 13 ở Điều 7:

SNeff = ( )× × =130,0093 62 254,8 3,65

3. Xác định chiều dày lớp phủ Dol theo các công thức (17) và (16) ở Điều 7:

SNol = SNf - SNeff = 4,6 - 3,65 = 0,95

Dol = × ×

= = =ol

ol

2,54 SN 2,54 0,956,52cm 7cm

a 0,37

Kết quả: Theo phương pháp “Thí nghiệm không phá hoại bằng FWD”, phải dùng một lớp phủ bằng bê tông nhựa dày 7 cm để gia cường áo đường hiện hữu để có thể chịu đựng thêm một tổng lượng trục đơn 80kN là 4.000.000 lần cho 1 làn xe, trong tương lai.

219

Example 8: Calculation for strengthening for the existing pavement with A.C overlay in accordance with

method "Survey and Reconnaissance for Quality Conditions of Existing Pavement"

A. Demand - Total equivalent single axles required for the future traffic flow for one lane (counting from the date beginning strengthening work):

Nf = 4,000,000 ESAL 80 kN.

B. Data Surveyed: excavate pit to measure thickness to be evaluated by experts for quality of material through the observation of deficiencies, cracking, drainage etc.,

1. Measure the thickness of material layers of existing pavement

- A.C surfacing layer : 7 cm

- Base course - graded aggregate material class I : 25 cm

- Subbase course - laterit graded material : 30 cm

2. Evaluate the quality of layers by experts and based on Table 4-1, Chapter 4, the layer coefficients are determinated as follows:

- A.C surfacing: Little crackings alligator and some light transverse crackings : a1 = 0.31

- Base course of graded aggregate material remains good, further compacted, good drainage: a2 = 0.14

- Subbase course of laterite graded material: remains good, little contaminated with fine from roadbed soil : a3 = 0.10

- Drainage coefficients m2 = m3 = 1.0

C. Calculation for determining the thickness of strengthening overlay Dol

1. Calculate SNf value from input data and procedure as shown in Example 7,

SNf = 4.6

Note: Presently, MR design can be determined by using soil specimen laboratory test method in accordance with AASTHO T-292, or equation data derived from FWD device.

2. Calculate SNeff: Determine SNeff from equation 22 in section 7, subject to data from A above:

SNeff =( 0.31 x 7 + 0.14 x 25 x 1.0 + 0.10 x 30 x 1.0 )/2.54 = 3.42

3. Determining the thickness of strengthening overlay Dol is done the same as item B.3 of Example 7

SNol = 4.6 - 3.42 = 1.18

Dol = cm8cm1,837,0

18,154,2≈=

×

Conclusion: According to the method "Survey and Reconnaissance for Quality Conditions" an A.C overlay of thickness 8 cm is used to strengthen the existing pavement, to further withstand a total single axles equal to 4,000,000 ESAL 80 kN for one lane in the future.

220

Ví dụ 8. Tính toán gia cường áo đường cũ bằng lớp phủ bê tông nhựa, theo phương pháp Khảo sát điều tra điều kiện chất lượng của áo đường hiện hữu.

A. Yêu cầu: Tổng trục đơn tương đương yêu cầu cho giao thông tương lai trên 1 làn xe (kể từ ngày bắt đầu gia cường trở đi):

Nf = 4.000.000 (trục đơn 80 kN)

B. Các số liệu khảo sát được: Bằng đào hố đo chiều dày, chuyên gia đánh giá chất lượng còn lại của các lớp vật liệu qua việc quan sát các hư hỏng, nứt nẻ, thoát nước.v.v...

1. Đo các chiều dày các lớp vật liệu của mặt đường hiện hữu:

- Lớp bê tông nhựa: 7 cm

- Lớp móng trên - cấp phối đá dăm loại I: 25 cm

- Lớp móng dưới - cấp phối đồi: 30 cm

2. Đánh giá chất lượng các lớp (theo kiểu chuyên gia) và căn cứ vào Bảng 14 ở Điều 7 mà định trị số của các hệ số lớp ai:

- Lớp bê tông nhựa: có một ít kẽ nứt thành lưới và một số ít vết nứt ngang nhẹ: a1 = 0,31

- Lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm: còn tốt, được lèn chặt thêm, thoát nước tốt: a2 = 0,14

- Lớp m óng dưới bằng cấp phối đồi: còn tốt, có nhiễm bẩn một ít đất từ nền đường: a3 = 0,10

- Hệ số thoát nước : m2 = m3 = 1,0

C. Tính toán xác định chiều dày lớp phủ Dol cần gia cường:

1. Tính SNf với các số liệu đầu vào và trình tự như ở Ví dụ 7

SNf = 4,6

Chú ý : lúc này MR thiết kế có thể xác định bằng thí nghiệm mẫu đất nền ở trong phòng theo tiêu chuẩn thí nghiệm AASHTO T-292, hoặc theo số liệu đo võng bằng thiết bị FWD

2. Tính SNeff: Xác định SNeff theo công thức (22) ở Điều 7, theo các số liệu đã đánh giá được ở mục A.

3. Xác định chiều dày lớp phủ Dol cần gia cường:

Tiến hành như ở Điểm B.3 của Ví dụ 7.

SNol = 4,6 - 3,42 = 1,18

Dol = ×= ≈

2,54 1,188,1cm 8cm

0,37

Kết quả: Theo phương pháp: Khảo sát điều tra điều kiện chất lượng”, phải dùng một lớp phủ bằng bê tông nhựa dày 8 cm để gia cường áo đường hiện hữu, để có thể chịu đựng thêm một tổng lượng trục đơn 80 kN là 4.000.000 lần cho 1 làn xe, trong tương lai.

+ += =eff

0,31 x 7 0,14 x 25 x 1,0 0,10 x 30 x 1,0SN 3,42

2,54

221

Example 9: Calculation for strengthening existing pavement with an A.C pavement by using method "Determination of remaining service life of existing pavement".

A. Input data

1. Total equivalent single axles required for the future traffic flow on one lane (counting from the beginning date of strengthening work): Nf =4.000.000. ESAL 80 kN

2. Thickness of structural layers of pavement, layer coefficients of new pavement upon its completion

- A.C surfacing layer : 7 cm a1 = 0.37

- Base course - Graded aggregate material class I : 25 cm a2 = 0.14

- Subbase course - Laterit graded material : 30 cm a3 = 0.11

- m2 = m3 = 1.0

3. Total equivalent single axles passing over one lane for a duration accounted from the completion date of newly built pavement to the expected time to be strengthened (date collected from road managing units)

Np = 1,500,000 ESAL 80 kN

B. Determine the thickness of strengthening overlay

1. Calculate SN0 value (initial structural number, see Section 7.3.3 in section 7)

SN0 = × + × + × =0.37 7 0.14 25 1.0 0.11 30 1.0 3.702.54x x

2. Calculate total single axles of 80 kN passing through (N1.5) until pt = 1.5 by using chart, Figure 4, in section 6, or using equations 6 or 9, or by computer program P.C with the following input data:

N1.5 = W = ?

Z = 0 (R = 50%) (see 7.3.3.2 in section 7)

So = 0.45

pi = 4.2

pt = 1.5

∆PSI = 4.5 - 1.5 = 2.7

MR design = 39 MPa (5,657 psi)

SNo = 3.70

N1.5 = 5,300,000 ESAL 80 kN

3. Determine RL value according to equation 24 in section 7

RL = 100[1-(1,500,000/5,300,000)] = 71.7%

4. Determine condition factor CF from chart, Figure 14 in section 7, with given RL = 71.7% CF = 96%

222

Ví dụ 9. Tính toán gia cường áo đường cũ bằng lớp phủ bê tông nhựa, theo phương pháp “Xác định Tuổi thọ còn lại của áo đường hiện hữu.

A. Các số liệu đầu vào:

T1.Tổng trục đơn tương đương yêu cầu cho giao thông tương lai trên một làn xe( kể từ ngày bắt đầu gia cường ở trởđi): Nf = 4.000.000.(trục đơn 80 kN)

2.. Chiều dày các lớp của kết cấu mặt đường; và các hệ số lớp tương ứng khi mặt đường mới xây dựng xong (mặt đường mới).

- Lớp mặt bằng bê tông nhựa :7cm ; a1 = 0,37

- Lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I : 25cm ; a2 = 0,14

- Lớp móng dưới bằng cấp phối đồi : 30cm ; a3 = 0,11

- m2 = m3 = 1,0

3. Tổng lượng trục xe đơn tương đương đã chạy qua trên 1 làn xe từ khi xây dựng mới đến thời điểm dự định gia cuường (số liệu lấy ở các cơ quan của Tổng cục đường bộ):

Np = 1.500.000 lần trục đơn 80kN

B. Tính toán xác định chiều dày lớp phủ Dol cần gia cường:

1. Tính trị số SNo (chỉ số kết cấu ban đầu, xem 7.3.3 Điều 7)

SNo = × + × × + × ×=

0,37 7 0,14 25 1,0 0,11 30 1,03,70

2,54

2. Tính tổng lượng trục 80 kN chạy qua (N1,5) cho đến khi pt=1,5 bằng toán đồ Hình 4 ở Điều 6, hoặc bằng công thức (8), hoặc (9), hoặc bằng phần mềm của PC, với các số liệu đầu vào:

N1,5 = W = ?

ZR = 0 (R=50%) (Xem 7.3.3.2 Điều 7)

So = 0,45

po = 4,2

pt = 1,5

∆PSI = 4,5 - 1,5 = 2,7

MR thiết kế = 39 MPa (5657psi)

SNo = 3,70

N1,5 = 5.300.000 lần trục đơn 80kN

3. Xác định trị số RL theo công thức (24) ở Điều 7

RL = 100[1 - (1.500.000/5.300.000)] = 71,7 %

4. Xác định nhân tố điều kiện CF từ toán đồ Hình 14 ở Điều 7, với RL=71,7 %:

CF = 96 %

223

5. Determine SNeff using equation 23 in section 7

SNeff = 0.96 x 3.70 = 3.55

6. Determine Dol using two equations in item B.3, Example 7

SNol = 4.6 - 3.5 = 1.05

Dol = cm5,7cm2,737,0

05,154,2≈=

×

Conclusion: According to method "Determination of Remaining Service Life" an A.C overlay of thickness 7.5 cm is used to strengthen a existing pavement in order to possibly further withstand a total equivalent single axles of equal to 4,000,000. ESAL 80 kN for one lane in the future.

General summary of three methods (from examples 7,8,9):

Using the same existing pavement and design requirements for the future traffic flows, the result for the

strengthening thickness of the overlay are 6.52 cm; 7.10 cm and 8.10 cm each being different.

The differences are due to inexactness, experience, quality of measurement, survey and evaluation and the

reference data in each method.

The engineer should ponder the solution and choose with one that looks reasonable.

224

5. Xác định SNeff, theo công thức (23) ở Điều 7

SNeff = 0,96 x 3,70 = 3,55

6. Xác định Dol theo 2 công thức như ở Điểm B-3 của Ví dụ 7

SNol = 4,6 - 3,55 = 1,05

×= = ≈ol

2,54 1,05D 7,2cm 7,5cm

0,37

Kết quả: Theo phương pháp “Xác định Tuổi thọ còn lại”, phải dùng một lớp phủ bằng bê tông nhựa có chiều dày 7,5 cm để gia cường áo đường hiện hữu để có thể chịu đựng thêm một tổng lượng trục đơn 80 kN là 4.000.000 lần cho 1 làn xe, trong tương lai.

Kết luận chung của 3 phương pháp (ở Ví dụ 7, 8, 9):

Cùng một mặt đường hiện hữu, cùng một yêu cầu thiết kế cho giao thông tương lai, kết quả tính toán chiều dày lớp gia cường bằng bê tông nhựa có chênh lệch nhau ở 3 phương pháp: 6,52 cm; 8,1 cm và 7,2 cm. Có sự khác nhau này do sự không chính xác, mức độ kinh nghiệm tích luỹ, chất lượng của khảo sát và đánh giá, tra cứu số liệu trong từng phương pháp.

Người kỹ sư cần cân nhắc mỗi giải pháp và chọn cho hợp lý. Trường hợp ở đây đề nghị lấy 7,5 cm để định chiều dày lớp bê tông nhựa cần gia cường cho mặt đường hiện hữu.

225

Example 10 : Design for the asphalt concrete surface layer on the damaged existing bituminous pavement

using in place (cold) recycling method, with foamed asphalt+cement, or asphalt emulsion+cement.

1. Demand - Total equivalent single axles required for the future traffic flow for one lane (counting from the date beginning strengthening work):

W80=Nf = 5,000,000 ESAL 80 kN.

2. Data Surveyed: excavate pit to measure thickness to be evaluated by experts for quality of material through the observation of deficiencies, cracking, drainage etc.,

+Measure the thickness of material layers of existing pavement

- Old A.C surfacing layer : 4 cm + 7 cm = 11 cm (average)

- Base course - graded aggregate material class I : 25 cm

- Subbase course - natural graded aggregate : 30 cm

+ Evaluate the quality of layers by experts and based on Table 14, section 7, the layer coefficients ai are determinated as follows:

- Old A.C surfacing: alligator craking at heavy level (> 25%), pothole area >15%, rut depth up to10 mm and many areas are ravelled : To anticipate that Full-depth repair shall be applied (11 cm of existing A.C layer+14 cm of existing graded aggregate base), using in-place ( cold) recycling method, with foamed asphalt (2.5%) + cement (1%).

-This recycled layer having 25 cm will be the upper part of the Base; from results of Marshall Test we have Stability=5,2 kN,then arec.=0.24 (from Figure 10).

- Base course of graded aggregate material remains good, little contaminated: a2 = 0.10.

- Subbase course with laterite graded material: remains fair, little contaminated with fine from roadbed soil,high moisture content: a3 = 0.06.

-The Subgrade soil with CBR=6%; Mr= 45Mpa.

- Good Drainage conditions : drainage coefficients m2 = m3 = 1.0

3. Calculation for determining the thickness of strengthening overlay Dol :

+ Calculate SNf value from input data as:

226

Ví dụ 10. Thiết kế lớp bê tông nhựa trên mặt đường bê tông nhựa cũ được tái sinh bằng phương pháp cào xới trộn sâu với bitum bọt + xi măng (hoặc nhũ tương nhựa + xi măng)

1. Yêu cầu: Tổng trục đơn tương đương yêu cầu cho giao thông tương lai trên 1 làn xe (kể từ ngày bắt đầu gia cường trở đi):

W80 = Nf = 5.000.000 (trục đơn 80 kN)

2. Các số liệu khảo sát được: Bằng đào hố đo chiều dày, chuyên gia đánh giá chất lượng còn lại của các lớp vật liệu qua việc quan sát các hư hỏng, nứt nẻ, thoát nước, vv…

+ Đo chiều dày các lớp vật liệu của mặt đường hiện hữu:

• Lớp bê tông nhựa cũ: 4 cm + 7 cm = 11 cm (trung bình)

• Lớp móng trên – cấp phối đá dăm loại I: 25 cm

• Lớp móng dưới – cấp phối thiên nhiên: 30 cm

+ Đánh giá chất lượng các lớp (theo kiểu chuyên gia) và căn cứ vào Bảng 14 ở Điều 7 mà định trị số của các hệ số lớp ai:

• Lớp bê tông nhựa cũ: nứt thành lưới hơn 25% diện tích, hư hỏng nặng, ổ gà hơn 16% diện tích, vệt lún sâu 10 mm, bong tróc nhiều vị trí: Dự kiến cần cào xới toàn bộ 11 cm bê tông nhựa cũ với một phần chiều dày của lớp móng trên (14 cm) và trộn với bi tum bọt (2,5%) và xi măng (1%).

• Lớp tái sinh dày 25 cm này sẽ là phần trên của lớp móng trên. Kết quả thí nghiệm Marshall của mẫu có độ ổn định bằng 5,2 kN, tra biểu đồ Hình 10 có ats = 0,24. (theo các tài liệu của các nước Nhật, Mỹ, Nam Phi, Úc…) hệ số lớp vật liệu tái sinh bằng bitum bọt; hoặc nhũ tương bitum + xi măng có thể lấy bằng 0,60 đến 0,68 hệ số lớp của bê tông nhựa chặt: ats = (0,60 ÷ 0,68) x 0,37 = 0,22 đến 0,25.

• Lớp móng trên – cấp phối đá dăm loại I: còn tốt, có nhiễm bẩn một ít: a2 = 0,1.

• Lớp móng dưới – cấp phối thiên nhiên: nhìn tổng thể còn dùng được, có nhiễm bẩn một ít và độ ẩm lớn vì nước ở trên thấm xuống: a3 = 0,06.

• Lớp đất nền thượng ∗) – CBR = 6%; Mr = 45 MPa

• Điều kiện thoát nước của kết cấu áo đường: có rãnh biên, không có nước đọng hai bên đường, nước ngầm sâu: các hệ số m2, m3 đều lấy bằng 1.

3. Tính toán xác định chiều dày lớp bê tông nhựa nóng Dol cần rải lên lớp vật liệu tái sinh:

+ Tính SNf với các số liệu đầu vào:

∗) Để tính MRthiết kế của đất nền, ngoài cách khoan lấy mẫu đất ở hiện trường để thí nghiệm xác định chỉ số CBR như đã

làm ở đây, có thể lấy mẫu đất nền thí nghiệm theo AASHTO T.292 (xem Phụ lục C) hoặc theo số liệu đo võng trên áo

đường hiện hữu bằng thiết bị FWD và tính toán theo 7.3.1.3 và 7.3.1.4 và Phụ lục D.

227

W80 = Nf =5,000,000

R = 90% => Z = -1.282

S0 = 0.45

∆ PSI = 4.2 - 2.2 = 2.0

MR design = 45 MPa (6525 psi)

Using the equations 8 or 9 or the chart, Figure 4 in section 6 or using available computer program PC, SNf is found:

SNf = 4.52

+ Calculate SNeff: Determine SN from equation (22) in section 7, subject to data from point 2 above:

2.54 SNeff = 0.24 x 25 + 0.10 x 11 + 0.06 x 30 = 8.9

SNeff = 3.50

+ Determining the thickness of strengthening overlay Dol that must be layered on the recyling layer: Using equations (17) and (16) in section 7:

SNol = SNf - SNeff = 4.52 – 3.50 = 1.02

Dol = ol

1

2,54 SN 2,54 1,027,0cm

a 0,37× ×

= =

Conclusion: Existing asphalt concrete pavement was deteriorated at heavy level. Using in place (cold) full-depth recycling method, mixing 11 cm of old asphalt concrete layer and 14 cm graded aggregate class I of base layer with foamed asphalt (2.5%) and cement (1%) for new base layer of pavement.

To spray prime coat (1l/m2) on the recycling layer then to make one hot asphalt concrete layer ( 7 cm); the SN value of Pavement reachs to 4.52 to further withstand a total single axles equal to 5.000.000ESAL 80 kN for one lane in the future.

Example No 11: Design for Flexible structural Pavement for Freeway and high category Highway, using Polymer Asphalt Concrete or Stone Matrix Asphalt (SMA).

+ Input data:

W80 = Nf = 10.000.000

R = 95% → ZR= -1,646

So = 0,45

∆PSI = 4,2 – 2,5 = 1,7

Mdesign= 50 Mpa (7257 psi)

228

W80 = Nf = 5.000.000

R = 90% → ZR = -1,282

So = 0,45

∆PSI = 4,2 – 2,2 = 2,0

MRthiết kế = 45 Mpa (6525 psi)

Dùng công thức (8) hoặc (9) hoặc toán đồ Hình 4 ở Điều 6, hoặc dùng phần mềm máy tính PC, tính ra được SNf:

SNf = 4,52

+ Tính SNeff : Xác định SNeff theo công thức (22) ở Điều 7, theo các số liệu đã đánh giá được ở Điểm 2.

2,54 SNeff = 0,24 x 25 + 0,10 x 11 + 0,06 x 30 = 8,9

SNeff = 3,50

+ Tính chiều dày lớp bê tông nhựa nóng Dol cần rải lên lớp vật liệu tái sinh:

Dùng công thức (17) và (16) ở Điều 7:

SNol = SNf - SNeff = 4,52 – 3,50 = 1,02

Dol = ol

1

2,54 SN 2,54 1,027,0cm

a 0,37× ×

= =

Kết luận: Mặt đường bê tông nhựa cũ hư hỏng khá nhiều, dùng phương án cào xới sâu cả các lớp bê tông nhựa cũ 11 cm cùng với 14 cm cấp phối đá dăm loại I và trộn với bi tum bọt (2,5%) và xi măng (1%) để tái sinh, làm lớp móng trên.

Trên lớp tái sinh tưới nhựa thấm bám 1l/m2 rồi rải một lớp bê tông nhựa nóng chặt BTNC 12,5, dày 7 cm để chỉ số kết cấu SN của áo đường đạt 4,52, đủ cường độ để có thể chịu đựng thêm một lượng trục đơn 80 kN là 5.000.000 lần cho 1 làn xe trong tương lai.

Ví dụ 11. Thiết kế kết cấu áo đường mềm cho đường cấp cao, đường cao tốc – dùng lớp bê tông nhựa polime hoặc SMA.

+ Các số liệu đầu vào:

W80 = Nf = 10.000.000

R = 95% → ZR= -1,646

So = 0,45

∆PSI = 4,2 – 2,5 = 1,7

MRthiết kế = 50 Mpa (7257 psi)

229

Using the equations (8) or (9) or the chart, Figure 4 in section 6 or using available computer program PC, SNf is found:

SNf = 5.3

-The selected wearing course is the Polymer Asphalt Concrete layer (or SMA),thickness=6 cm; layer coefficient a1=0.40;

-The selected binder course is the Asphalt aconcrete layer, thickness=8 cm; layer coefficient a1=0.37;

-The selected ATB is the Porous Asphalt concrete (dmax=25mm) layer, thickness= 10 cm; layer coefficient a2=0.28;

-The selected base(second layer of Base) is Graded Aggregate (class I) layer, thickness= 18 cm;layer coefficient a2= 0.14.

Determine the thickness of the graded aggregate (class II) layer for Subbase:

sb

(5,3 2,54) (6 0,40 8 0,37 10 0,28 18 0,14)D 25,3cm

0,11× − × + × + × + ×

= = ; round off 26 cm

6 cm

Polymer Asphalt Concrete a = 0,40

8 cm Asphalt Concrete a = 0,37

10 cm ATB a = 0,28

18 cm Graded Aggregate (class I) Base a= 0.14

Dsb = ? Graded Aggregate (class II) Subbase a= 0,11

230

Dùng công thức (8), hoặc (9) oặc toán đồ Hình 4 ở Điều 6, hoặc dùng phần mềm máy tính PC, tính ra được SN và chiều dày các lớp: SN = 5,3

- Chọn lớp trên cùng bằng bê tông nhựa polime (hoặc SMA) dày 6 cm có a = 0,40

- Chọn lớp dưới tầng mặt bằng bê tông nhựa nóng BTNC 12,5 dày 8 cm, có a = 0,37

- Chọn lớp ATB bằng bê tông nhựa rỗng BTNR 25, dày 10 cm, có a = 0,28

- Chọn lớp cấp phối đá dăm loại I làm lớp móng trên dày 18 cm có a2 = 0,14

- Tính chiều dày lớp cấp phối đá dăm loại II cần thiết để làm lớp móng dưới, để đạt SN = 5,3:

sb

(5,3 2,54) (6 0,40 8 0,37 10 0,28 18 0,14)D 25,3cm

0,11× − × + × + × + ×

= =

Làm tròn, lấy chiều dày lớp móng dưới cấp phối đá dăm II bằng 26 cm.

6 cm

Bê tông nhựa polime a = 0,40

8 cm Bê tông nhựa nóng a = 0,37

10 cm ATB a = 0,28

18 cm Cấp phối đá dăm loại I a = 0,14

Dsb = ? Cấp phối đá dăm loại II a = 0,11

231

Figure F.1- Structural capacity loss over time with traffic

232

Hình F.1 - Sự tổn thất về khả năng của kết cấu trong suốt thời hạn xe chạy

233

APPENDIX G (Consult)

Computer Program to Calculate Pavement Thickness

G.1 Instructions for using computer program to calculate flexible pavement thickness

1. The enclosed computer diskette has a Microsoft Excel worksheet that will calculate the thickness of surface, base and sub-base for any combination of design variables. The file name is AASHTO.xls.

2. The program calculates follow the equation (8) and (9) in section 6 of the Specification and converts the solution of the equation to an allowable ESAL’s for any set of design parameters.

3. Because the designer most often knows the design ESAL’s and is instead looking for the design structural number (SN), the designer will need to use this program in a series of iterations to arrive at the SN. The ESAL’s can vary by quite a bit so it is only neccessary to net within about 10% of the design ESAL’s to arrive at a valid SN.

4. Steps to run program:

(1) Enter the General Design Factors

R (Table 8)

Zr (Table 9)

S0 (Section 6.4.5.2)

PSI (D) (Table 10)

MR và E (Section 6.4.7 and Section 6.4.8)

(2) Under Pavement Layer Deplh Calculation enter coefficients (a) for AC, Base and Sub-base (From Figure 7 to Figure 11)

(3) Enter the coefficients m (from Table 13), This will probably be 1.00

(4) Select a trial SN for the subgrade (Cell C6) and see what the ESAL’s calculation is. If the ESAL is too low increase the SN. Through experience the designer will be able to get to the design ESAL’s in 2 to 4 iterations.

(5) Then select a SN for the base course and adjust until the design ESAL’s is readied. Repeat for the sub-base.

(6) Check the calculated thickness of each layer against the minimum thicknesses prescribed in Table 4. Adjust the thickness of the layer if necessary by raising the SN of layer below the layer needed to be

changed. This effectively substitutes the material in the stronger layer i.e. base course for material in the weaker layer i.e. sub-base. During this adjustment ignore the change in the ESAL’s for the lower layer.

5. If a surface seal is to be used as a surface instead of AC disregard the strength of the surface seal and use an a1 coefficient equal to the base course a2 coefficient. The depth of base course is the sum of the amounts shown for AC and Base.

234

Phụ lục G (Tham khảo)

Chương trình tính toán chiều dày áo đường mềm trên máy tính

G.1 Giới thiệu sử dụng chương trình máy tính để tính toán chiều dày mặt đường mềm

1. Đưa vào máy đĩa đã có thư mục Micrsoft Exel, nó sẽ tính chiều dày của lớp mặt, lớp móng trên, móng dưới cho tổ hợp bất kỳ của các tham số thiết kế, tên file là AASHTO.xls.

2. Chương trình tính theo phương trình (8) và (9) ở Điều 6 trong tiêu chuẩn này và biến đổi lời giải của phương trình vào một ESAL’s cho phép cho một tập hợp bất kỳ của các tham số thiết kế.

3. Vì người thiết kế thường biết ESAL’s thiết kế thay vì nhìn vào chỉ số kết cầu (SN), người thiết kế sẽ cần sử dụng chương trình này với một loạt lần lặp để đạt tới SN. Vì ESAL’s có thể biến thiên khá lớn nên nó chỉ cần thiết đạt đến một chênh lệch trong khoảng 10% của ESAL’s thiết kế là đã đạt tới trị số SN thích hợp.

4. Các bước chạy chương trình:

(1) Đưa vào các yếu tố thiết kế chính

R (Bảng 8)

Zr (Bảng 9)

S0 (Điều 6.4.5.2)

PSI (D) (Bảng 10)

MR và E (Điều 6.4.7 và Điều 6.4.8)

(2) Khi tính chiều dày lớp mặt đường đưa vào các hệ số (a) cho AC, lớp móng trên, móng dưới (Từ Hình 7 đến Hình 11 và từ các công thức ở điều 6.4.8.2).

(3) Đưa vào hệ số m (từ Bảng 13), ở đây bằng 1

(4) Chọn một SN thử cho nền ngay dưới đáy áo đường (Cell C6) và nhìn vào ESAL’s tính toán xem bằng bao nhiêu. Nếu ESAL’s quá thấp thì tăng SN lên. Qua kinh nghiệm, người thiết kế sẽ nhận được ESAL’s thiết kế sau 2 lần đến 4 lần lặp.

(5) Tiếp theo chọn một trị số SN cho lớp móng trên và điều chỉnh cho đến khi đạt tới ESAL’s thiết kế. Lặp lại như vậy cho lớp móng dưới.

(6) Kiểm tra chiều dày đã tính được cho từng lớp và so sánh với chiều dày nhỏ nhất đã giới thiệu ở Bảng 4. Điều chỉnh chiều dày lớp, nếu cần thiết, bằng cách tăng SN của lớp nằm ở dưới lớp cần phải điều chỉnh. Như vậy là đã lấy vật liệu của lớp có cường độ cao (lớp móng trên) thay một cách có hiệu quả cho vật liệu của lớp có cường độ yếu hơn (lớp móng dưới). Trong quá trình điều chỉnh này bỏ qua sự thay đổi trong ESAL’s cho lớp dưới.

5. Nếu một lớp láng mặt được sử dụng như lớp bề mặt thay thế cho lớp bê tông nhựa, thì bỏ qua cường độ của lớp láng mặt ấy và dùng hệ số a1 bằng hệ số a2 của lớp móng trên. Chiều dày của lớp móng trên lúc này sẽ là tổng của chiều dày của lớp láng mặt thay cho lớp bê tông nhựa cộng với lớp móng trên.

235

6. If base course is to be substituted for the subbase change the Esb to be equal to Eb and change the coefficients accordingly. Adjust the ESAL’s to the design ESAL’s. The depth of base course will be recorded on the worksheet as an equivalent depth of sub-base.

7.Low Volume aggregate roads can also be designed using these equations. Use a R of 50% (Zr = 0) design as you would a sealed road. (Step 5 above) Use for ESAL’s under 200,000.

G.2 Example for using computer program to calculate flexible pavement thickness

1. Input data:

W80 = 7,208,891

R = 0,85 → ZR= -1,037

So = 0,45

∆PSI = 4,2 – 2,2 = 2,0

MR (Effective Resilient Modulus of Subgrade MR = 50 Mpa (7300 psi)

a1 (Layer coefficient of asphalt concrete layers) = 0,37

aATB (Layer coefficient of ATB under the asphalt concrete layers) = 0,29

a2 (Layer coefficient of Graded Aggregate Base ) = 0,12

a3 (Layer coefficient of Aggregate Subbase) = 0,102

m2 = m3 = 1,0

2. Using computer Program (using a layered analysis approach) to solve the problem in Example:

236

6. Nếu lớp móng trên cần thay thế cho lớp móng dưới thì thay Esb bằng trị số của Ebs và theo đó cũng thay đổi các hệ số lớp tương ứng. Điều chỉnh ESAL’s cho bằng trị số của ESAL’s thiết kế. Chiều dày của lớp móng trên sẽ được ghi trên bản tính là một chiều dày tương đương của lớp móng dưới.

7. Đối với các đường cấp phối lưu lượng xe thấp cũng có thể dùng chương trình này để thiết kế. Dùng trị số R = 50% (ZR = 0), thiết kế như đã thiết kế mặt đường láng nhựa (bước 5 ở trên). Dùng cho ESAL’s < 200.000.

G.2 Ví dụ cách giải bằng phần mềm máy tính

1. Số liệu đầu vào:

W80 = 7,208,891

R = 0,85 → ZR= -1,037

So = 0,45

∆PSI = 4,2 – 2,2 = 2,0

MR (mô đun đàn hồi hữu hiệu của đất nền đường MR = 50 Mpa (7300 psi)

a1 (hệ số lớp của các lớp bê tông nhựa) = 0,37

aATB (hệ số lớp của lớp ATB nằm dưới lớp bê tông nhựa) = 0,29

a2 (hệ số lớp của lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm) = 0,12

a3 (hệ số lớp của lớp móng dưới bằng cấp phối đá) = 0,102

m2 = m3 = 1,0

2. Giải bằng phần mềm máy tính (phương pháp phân tích theo từng lớp):

237

3. Output Results from computer program:

The total thickness of Surface layer :12 cm (may be divided into two layers : 5 cm + 7 cm)

Thickness of Asphalt Treated Base (ATB): 9,7 cm , round off 10 cm

Thickness of Graded Aggregate Base: 15 cm

Thickness of Aggregate Subbase: 21 cm ; to take 20 cm, because the thickness of ATB(10 cm) is greater than design thickness( 9,7 cm)

The Results are the same in Example No. 6, when a layered analysis approach should be used.

238

3. Kết quả xuất ra từ phần mềm máy tính:

Chiều dày hai lớp bê tông nhựa cho tầng mặt bằng 12 cm (có thể phân làm hai: 5 cm + 7 cm)

Chiều dày một lớp hỗn hợp đá dăm trộn nhựa (ATB) 9,7 cm lấy tròn 10 cm

Chiều dày lớp móng trên bằng 15 cm

Chiều dày lớp móng dưới bằng 21 cm (lấy tròn 20 cm, vì đã tăng 0,3 cm lớp ATB khi lấy tròn thành 10 cm)

Kết quả giống như đã tính ở Ví dụ 6 bằng phương pháp phân tích theo từng lớp.

239

APPENDIX H

(defined)

Pavement Evaluation Summary and Checklist

STRUCTURAL EVALUATION

Existing distress:

Little of no load-associated distress

Moderate load-associated distress

Major load-associated distress

Structural Load-Carrying Capacity Deficiency:

Yes, No FUNCTIONAL EVALUATION

Roughness:

Very Good, Good, Fair, Poor, Very Poor

Measurement:___________________________________________________

Present Serviceability Index/Rating:__________________________________________

Skid Resistance:

Satisfactory, Questionable, Unsatisfactory

Rutting Severity

Low, Medium, High VARIATION OF CONDITION EVALUATION

Systematic variation along project:

Yes, No

Systematic variation between lanes:

Yes, No

Localized variation (very bad areas) along project:

Yes, No CLIMATIC EFFECTS EVALUATION

Climatic Zone

Moisture Region

I Moisture throughout year

II Seasonal moisture

240

Phụ lục H

(Quy định)

Tóm tắt danh mục đánh giá áo đường

Đánh giá kết cấu

Sự hư hỏng hiện tại

Sự hư hỏng nhẹ không có liên quan đến tải trọng

Sự hư hỏng vừa có liên quan đến tải trọng

Sự hư hỏng lớn có liên quan đến tải trọng

Kết cấu không có đủ khả năng chịu tải

Có, Không

Đánh giá chức năng

Độ bằng phẳng

Rất tốt, trung bình, xấu, rất xấu

Đo đạc

Chỉ số khả năng phục vụ hiện tại

Chống trượt

Tốt, có vấn đề, xấu

Tính nghiêm trọng của vệt lún bánh xe

Thấp, Trung bình, Cao

Đánh giá theo sự thay đổi đIều kiện

Sự thay đổi hệ thống dọc tuyến

Có, Không

Sự thay đổi hệ thống giữa các làn xe

Có, Không

Sự thay đổi cục bộ vùng đất rất tồi theo tuyến

Có, Không

Đánh giá ảnh hưởng của khí hậu

Vùng khí hậu

Vùng ẩm ướt

I ẩm ướt suốt năm

II ẩm ướt theo mùa

241

III Very little moisture Severity of moisture-accelerated damage:

Low,Medium,High Describe(asphaltstripping,pumping,)____________________________________

Subsurface drainage capability-BASE: Satisfactory, Marginal, Unacceptable

Subsurface drainage capability-SUBGRADE: Satisfactory, Marginal, Unacceptable

Surface drainage capability: Acceptable, Needs Improvement Describe:______________________________________________________

PAVEMENT MATERIALS EVALUATION

Surface-Sound condition, Deteriorated Describe:______________________________________________________

Base-Sound condition, Deteriorated Describe:______________________________________________________

Subbase-Sound condition, Deteriorated Describe:______________________________________________________

SUBGRADE EVALUATION

Structural support: Low, Medium, High

Moisture softening potential: Low, Medium. High

Swelling Potential: Yes, No

PREVIOUS MAINTENANCE PERFORMED EVALUATION

Minor, Normal, Major Has lack of maintenance contributed to deterioration?

Yes, No Describe: _____________________________________________________

RATE OF DETERIORATION EVALUATION Long Term

Low, Normal, High

Short Term:

Low,Normal,High

242

III Độ ẩm rất thấp Sự hư hại nghiêm trọng do độ ẩm tăng lên Thấp, Trung bình , Cao Miêu tả (bóc nhựa, phụt nước)

Khả năng thoát nước của lớp dưới - móng trên Tốt, ở trạng thái giới hạn, Không chấp nhận

Khả năng thoát nước của nền đường Tốt, ở trạng thái giới hạn, Không chấp nhận

Khả năng thoát nước của lớp mặt Chấp nhận, Cần thiết phải cải tạo Miêu tả

Đánh giá vật liệu áo đường Điều kiện lớp mặt tốt, Phá hỏng

Miêu tả Điều kiện lớp móng trên tốt, Phá hỏng

Miêu tả Điều kiện lớp móng dưới tốt, Phá hỏng

Miêu tả Đánh giá lớp đất Nền đường (Lớp nền thượng)

Sự chịu tải của kết cấu Thấp, Trung bình, Cao

Khả năng bị mềm yếu khi ẩm Thấp, Trung bình, Cao

Khả năng bị trương nở Có, Không

Đánh giá sự thực hiện bảo dưỡng áo đường trước đó Nhỏ, vừa, lớn Thiếu sự duy tu dẫn đến phá hỏng

Có, không Miêu tả

Đánh giá tỷ lệ hư hỏng Dài hạn

Thấp, Bình thường, Cao Ngắn hạn

Thấp, Bình thường, Cao

243

TRAFFIC CONTROL DURING CONSTRUCTION Are detours available so that facility can be closed?

Yes, No Must construction be accomplished under traffic?

Yes, No Could construction be done at off-peak hours?

Describe: _____________________________________________________ GEOMETRIC AND SAFETY FACTORS

Current Capacity: Adequate, Inadequate

Future Capacity: Adequate, Inadequate

Widening Required Now: Yes, No

List high-accident locations: __________________________________________ Bridge clearance problems: ___________________________________________ Lateral obstruction problems:__________________________________________ Utilities problems: __________________________________________________ Bridge pushing problems: ____________________________________________

TRAFFIC LOADINGS

ADT (two-way):____________________________________________________ AADT (two-way): __________________________________________________ Accumulated 80 kN ESAL/year: _______________________________________ Current 80 kN ESAL/year:____________________________________________

SHOULDERS

Pavement Condition: Good, Fair, Poor

Localized Deteriorated Areas: Yes, No

244

Điều khiển giao thông trong thời hạn xây dựng

Có sẵn các đường tránh để có thể đóng cửa các làn xe được hay không?

Có, Không

Có phải thi công khi xe cộ vẫn đang lưu hành không?

Có, Không

Có thể thi công ở những giờ không phảI là cao đIểm hay không?

Miêu tả

Yếu tố hình học và an toàn

Năng lực hiện tại

Đủ, không đủ

Năng lực trong tương lai

Đủ, không đủ

Yêu cầu mở rộng hiện nay

Có, Không

Thống kê các vị trí hay xảy ra tai nạn

Vấn đề tĩnh không của cầu

Những vấn đề về chướng ngại vật dọc hai bên đường

Những vấn đề về các công trình công cộng

Các vấn đề cấp thiết về cầu

Xe và tảI trọng

ADT (Hai chiều) - Lưu lượng xe trung bình ngày

AADT (Hai chiều) - Lưu lượng xe ngày theo trung bình năm

Số lượng tích luỹ tải trọng trục xe tương đương 80 kN/ESAL’s/năm

Tải trọng trục xe tương đương hiện tại 80 kN/ESAL’s/năm

Lề đường

Điều kiện mặt đường của lề

Tốt, trung bình, xấu

Các diện tích phá hỏng cục bộ

Có, không

245

APPENDIX I

(Defined)

Guide for Field Data Collection for Pavement Rehabilitation I.1 The fundamental analysis unit

I.1.1 General background

When considering a major rehabilitation project, pavement monitoring activities are undertaken to obtain measurements, either continuous or discontinous/point, which assess pavement response variables. Examples of pavement response variables are deflection, serviceability index, friction number, pavement condition indices, or even individual distress severities such as percent cracking, rut depth, etc.

Figure I.1 illustrates the typical plot of a response variable as a function of distance along the highway segment. Measurement of a response variable indicates change from one location to another, with some points experiencing changes of major magnitude. At these points of significant change, the overall, response of the pavement segments on either side will be noticeably different, as indicated in the figure.

The existence of deviation when measuring a pavement can be traced to two major sources. The first source of variation is termed “between unit variability” and reflects the fact that statistically homogeneous units may exist within a given rehabilitation project. The ability to delineate the general boundary locations of these units is critical in rehabilitation because these units form the basis for the specific analysis to be conducted. For instance, for the variable response depicted in' Figure I.1, four separate rehabilitation studies may be warranted (i.e., four separate overlay design thicknesses).

The other major source of variability is the inherent diversity of the response variable within each unit, thus called “within unit variability.” Within unit variability is important because it relates to the eventual rehabilitation design reliability obtained for a given project.

Proper consideration of both between unit and within unit variability has a positive impact on rehabilitation design. If care is not exercised in the delineation of units and their internal variation, gross inefficiencies in the rehabilitation strategy will occur; every unit will either be underdesigned (i.e., premature failure) or over-designed (uneconomical use of materials).

I.2 Methods of unit delineation

I.2.1 Idealized approach

In order to delineate a pavement length, the engineer should isolate each unique factor influencing potential pavement performance. These factors are:

• pavement type

• construction history (including rehabilitation and major maintenance)

• pavement cross section (layer material type/thickness)

• subgrade (foundation)

246

Phụ lục I (Quy định)

Hướng dẫn thu thập số liệu hiện trường cho công tác cải tạo áo đường I.1 Đơn vị phân tích cơ bản

I.1.1 Giới thiệu chung

Khi xem xét một dự án cải tạo áo đường qui mô lớn, nguời ta sẽ tiến hành những hoạt động đo đạc trên áo đường để thu thập các kết quả đo đạc, các điểm liên tục/không liên tục, để đánh giá khả năng chịu lực của kết cấu của áo đường. Những tham biến đặc trưng của áo đường là độ võng, chỉ số phục vụ, hệ số ma sát, các chỉ số về thực trạng áo đường, hoặc từng sự cố hư hỏng riêng như phần trăm nứt, chiều sâu vệt lún...

Hình I.1 minh họa đồ thị điển hình của một biến số đặc trưng của áo đường - một hàm của khoảng cách dọc theo một đoạn đường. Qua những kết quả đo đạc một phản ứng của áo đường chúng ta sẽ thấy từ địa điểm này đến địa điểm khác có sự thay đổi, tại một số điểm có những thay đổi lớn. Tại những điểm có thay đổi lớn này, phản ứng chung của từng đoạn áo đường ở hai phía sẽ rất khác nhau, như chỉ rõ trong hình vẽ.

Những chênh lệch xảy ra khi đo đạc một áo đường có thể là do hai nguyên nhân chính. Trước hết đó là do “Sự biến đổi giữa các đơn vị” và nó phản ánh một hiện tượng là trong một dự án cải tạo đã cho, có thể tồn tại nhiều đơn vị (đoạn) đồng nhất theo tính chất thống kê. Khả năng có thể phân định ranh giới chung giữa những đơn vị này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong công tác cải tạo áo đường vì những đơn vị này sẽ tạo thành cơ sở cho quá trình phân tích cụ thể sẽ tiến hành. Ví dụ, đối với những phản ứng khác nhau thể hiện trong Hình I.1, có thể tiến hành 4 nghiên cứu riêng biệt về cải tạo áo đường, (ví dụ, có 4 độ dày thiết kế lớp phủ riêng biệt).

Nguồn chênh lệch khác nữa là sự đa dạng tất yếu của biến số đặc trưng ngay trong phạm vi mỗi đơn vị, có thể gọi là “Sự biến đổi trong nội tại đơn vị” rất quan trọng vì nó liên quan đến độ tin cậy thiết kế cải tạo áo đường cuối cùng đạt được trong một dự án.

Việc đánh giá đúng đắn sự chênh lệch biến đổi giữa các đơn vị và trong phạm vi mỗi đơn vị có một tác động tích cực đối với thiết kế cải tạo áo đường. Nếu không quan tâm đến việc phân định các đơn vị và những biến đổi nội bộ của chúng sẽ xảy ra sự kém hiệu quả trầm trọng ở các giải pháp cải tạo áo đường: mỗi đơn vị sẽ bị thiết kế thiếu (hư hỏng sẽ xảy ra sớm hơn) hoặc thiết kế quá thừa (sử dụng vật liệu không đạt hiệu quả kinh tế).

I.2 Các phương pháp xác định đơn vị (đoạn)

I.2.1 Phương pháp lý tưởng hóa

Để phân đoạn trên một chiều dài của áo đường, người kỹ sư cần tách rời từng yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phục vụ của áo đường. Những yếu tố đó là:

• Loại mặt đường

• Quá trình (lịch sử) xây dựng, (bao gồm cả cải tạo và đại tu)

• Trắc ngang của áo đường (loại vật liệu sử dụng trong các lớp/chiều dày của lớp)

• Lớp nền

247

• traffic • pavement condition • manuals for Field Data Collection

Under ideal circumstances, the engineer will use a historic pavement data base to evaluate these factors. Figure I.2 illustrates how this information can be used to determine analysis units that are characterized by a unique combination of pavement performance factors. When delineating pavement analysis units, the most difficult factor to assess (without measurement) is the subgrade (foundation) factor. While records may indicate a uniform soil subgrade, the realities of cut-and-fill earthwork operations, variable compactive effort, drainage, topographic positions, and groundwater table positions, often alter the in situ response of sub-grades even along a “uniform soil type."

Figure I.1 – Typical Pavement Response Variable versus Distance for Given Project

248

• Lượng giao thông

• Thực trạng áo đường

• Sổ tay thu thập số liệu tại hiện trường Trong điều kiện lý tưởng, người kỹ sư sẽ sử dụng ngân hàng dữ liệu về áo đường để đánh giá những yếu tố này. Hình I.2 minh họa về phương pháp sử dụng thông tin này để xác định các đơn vị phân tích, được xác định bằng sự kết hợp độc đáo giữa những yếu tố về khả năng phục vụ của áo đường. Khi phân định các đơn vị phân tích, yếu tố đánh giá khó khăn nhất là yếu tố về nền đường. Có thể hổ sơ lưu trữ cho thấy lớp đất nền hoàn toàn đồng nhất nhưng những hoạt động đào đắp, đất, những quá trình đầm nén khác nhau, công tác thoát nước, các vị trí địa hình, và các vị trí nước mặt sẽ làm thay đổi cường độ của các lớp nền ngay cả khi trên “cùng một loại đất như nhau”.

Hình I.1 - Biến đổi đặc trưng điển hình của áo đường theo chiều dài, (vẽ cho một dự án cụ thể)

249

Figure I.2 – Idealized Method for Analysis Units Delineating

250

Hình I.2 - Phương pháp lý tưởng hóa dùng cho việc mô tả đơn vị phân tích

251

Figure I.3 – FN (40) Result versus Distance along Project

252

Hình I.3 - Kết quả đo độ ma sát FN (40) theo khoảng cách dọc theo dự án

253

Figure I.4 – Delineating Analysis Units by Cumulative Difference Approach

254

Hình I.4 - Cách phân định các đơn vị (đoạn) phân tích bằng phương pháp "Hiệu số cộng dồn"

255

I.2.2 Measured pavement response approach

Frequently, the engineer cannot accurately determine the practical extent of the performance factors noted and must rely upon the analysis of a measured pavement response variable (e.g., deflection) for unit delineation. The designer should develop a plot of the measured response variable as a function of ilie distance along the project. This can be done manually or through computerized data analysis- graphic systems.

To illustrate this approach, Figure I.3 is a plot of friction number results, FN(40), versus station number along an actual highway system. While this example uses deflection as the pavement response variable, the procedure is identical for any type of pavement response variable selected (i.e., pavement condition, serviceability, rut depth, etc.).

Once the plot of a pavement response variable has been generated, it may be used to delineate units through several methods. The recommended procedure being the “cumulative difference.” This analytical procedure, readily adaptable to computerized evaluation, relies on the simple mathematical fact that when the variable Zc (defined as the difference between the area under the response curve at any distance and the total area developed from the overall project average response at the same distance) is plotted as a function of distance along the project, unit boundaries occur at the location where the slopes (Zc vs. X) change sign. Figure I.4 is a plot of the cumulative difference variable (Zc) for the data shown in Figure I.3. For this example, 11 preliminary analysis units are defined. The engineer must then evaluate the resulting length of each unit to determine whether two or more units should be combined for practical construction considerations and economic reasons. The combination of units should be done relative to the sensitivity of the mean response values for each unit upon performance of future rehabilitation designs (see TCVN 8867 : 2011)

I.3 Drainage survey for rehabilitation

I.3.1 Role of drainage in rehabilitation

Distress in flexible pavements is often either caused or accelerated by the presence of moisture in the pavement structure. When designing pavement rehabilitation, the engineer must investigate the role of drainage improvements in correcting declining pavement performance. Distress types in flexible pavement which may be caused by or accelerated by moisture in the pavement structure include stripping, rutting, depressions, fatigue cracking, and potholes

I.3.2 Pavement history, topography, and geometry

The first step in drainage evaluation is the examination of a pavement’s construction records. For instance, what provisions were made for drainage in the original design? Further, the drainage data previously collected should be examined, as well as pavement cross sections and profiles for the following:

• longitudinal grades

• transverse grades

• widths of pavement layers

256

I.2.2 Phuơng pháp đo biến số đặc trưng của áo đường

Thông thường, kỹ sư không thể xác định chính xác mức độ có tính thực tế của những yếu tố về khả năng phục vụ của áo đường và phải căn cứ vào quá trình phân tích về một biến số đặc trưng của áo đường đo đạc được (ví dụ, độ võng, hệ số ma sát…) để phân định đơn vị. Người thiết kế phải triển khai vẽ biểu đổ của biến số đặc trưng đã đo được như là một hàm của khoảng cách dọc theo dự án. Công tác này có thể làm theo phương pháp thủ công hoặc trên các hệ thống đồ hoạ phân tích dữ liệu bằng máy tính.

Để minh hoạ cho giải pháp này, Hình I.3 là một biểu đồ về kết quả các hệ số ma sát, FN(40), theo từng lý trình dọc theo một hệ thống đường bộ cụ thể có thể dùng ví dụ minh họa này sử dụng độ võng như là biến số đặc trưng của áo đường, vì trình tự này sẽ như nhau cho bất kỳ biến số đặc trưng nào của áo đường được lựa chọn (ví dụ, điều kiện áo đường, khả năng phục vụ, chiều sâu lún, hệ số ma sát, độ võng...)

Khi đã đưa ra biểu đổ của một biến số đặc trưng của áo đường. có thể sử dụng nó để phân định các đơn vị theo nhiều phương pháp khác nhau. Trình tự phương pháp được đề xuất gọi là “Hiệu số cộng dồn”. Trình tự phân tích này dễ dàng đáp ứng được cho việc đánh giá bằng máy tính, dựa vào nguvên tắc toán học đơn giản là khi biến số Zc (được xác định bằng hiệu số giữa diện tích nằm dưới đường cong đo biến số đặc trưng tại bất kỳ khoảng cách nào và tổng diện tích được tính từ đường trung bình của biến số đặc trưng của toàn bộ tuyến đường thiết kế, tại cùng khoảng cách đó) được vẽ thành biểu đồ như là một hàm của khoảng cách dọc theo tuyến đường, thì các ranh giới (các biên) của đơn vị (đoạn) sẽ xảy ra tại vị trí mà các độ dốc của biểu đồ (Zc đối với X) thay đổi dấu. Hình I.4 là một biểu đồ của biến số "Hiệu số cộng dồn" Zc theo các số liệu trong Hình I.3. Với ví dụ này, 11 đơn vị (đoạn) phân tích sơ bộ đã được xác định. Sau đó, Kỹ sư phải đánh giá chiều dài của từng đơn vị để xác định có nên kết hợp hai hay nhiều đơn vị khi xem xét những vấn đề thực tế trong xây dựng và các lý do kinh tế. Việc kết hợp những đơn vị này có thể thực hiện liên quan đến độ nhạy cảm của các giá trị trung bình của biến số đặc trưng cho từng đơn vị theo khả năng phục vụ của những thiết kế về cải tạo áo đường trong tương lai (xem cách phân tích các phân đoạn theo phương pháp hiệu số cộng dồn ở TCVN 8867:2011).

I.3 Khảo sát hệ thống thoát nước trong cải tạo áo đường

I.3.1 Vai trò của hệ thống thoát nước trong cải tạo áo đường

Những hư hại trên áo đường thường là do độ ẩm gây ra hoặc độ ẩm làm tăng nhanh hư hại trong kết cấu áo đường. Khi thiết kế cải tạo áo đường, Kỹ sư phải điều tra nghiên cứu vai trò của công tác cải tạo hệ thống thoát nước trong việc sửa chữa sự xuống cấp của áo đường. Những sự cố trên mặt đường mềm do độ ẩm bao gồm hiện tượng bong bật, lún, lồi lõm, nứt mỏi, và ổ gà.

I.3.2 Hồ sơ về áo đường, địa hình, hình học

Bước đầu tiên trong đánh giá áo đường là kiểm tra hồ sơ xây dựng. Ví dụ, thiết kế ban đầu dựa trên những điều kiện gì. Sau đó phải tiếp tục kiểm tra số liệu đã thu thập trước đây về hệ thống thoát nước, các trắc ngang và trắc dọc của áo đường như sau:

• Độ dốc dọc

• Độ dốc ngang

• Chiều rộng các lớp áo đường

257

• layer thicknesses

• cut-and-fill depths

• slopes and dimensions of surface drainage features (ditches, culverts, etc.)

• in-place subsurface drainage

If the pavement has developed moisture-related distress, it is obvious that the original system inadequate to meet the pavement’s present needs. The drainage evaluation will reveal to the engineer whether the existing drainage system only needs to be repaired and maintained, or whether it needs to be augmented with additional drainage features. The next step in drainage evaluation is the examination of a topographic map for features influencing the both surface and subsurface movement of water in the project area. Are there any lakes, streams, or seasonally wet areas above the elevation of the pavement?

Drainage evaluation also requires investigation of the problem site, preferably during a wet weather period. Following is a partial list of questions to ask during the site investigation:

• Where and how does water move across the pavement surface?

• Where does water collect on and near the pavement?

• How high is the water level in the ditches?

• Do the joints and cracks contain any water?

• Does water pond on the shoulder?

• Does water-loving vegetation flourish along the roadside?

• Are deposits of fines or other evidence of pumping (blowholes) visible at the pavement’s edge?

• Do the inlets contain debris or sediment buildup?

• Are the joints and cracks sealed well?

Site investigation should also include an inspection to determine if drainage features planned in the original design were actually constructed. Make no assumptions in this regard since plans are subject to change. Also, look for evidence of in-place drain maintenance, and inquire about scheduled clean-out procedures.

I.3.3 Properties of materials

The determination of which material properties to investigate depends on two factors: the type of moisture-related distress present in the pavement, and the pavement layer(s) in which the distress appears. Table I.1 lists some of the material properties which might be investigated for each of three layers-subgrade, granular, and surface.

When possible, the collection of materials data for both drainage evaluation and overall project evaluation should be coordinated. For example, if coring must be performed to determine layer thicknesses, samples of subgrade soil can be taken at the same time for drainage-related testing. In this way, drainage evaluation expenses will be minimized

258

• Chiều dày các lớp

• Chiều sâu đào, chiều cao đắp

• Mái dốc và các loại công trình phụ trợ trên áo đường (rãnh, cống.)

• Hệ thống thoát nước dưới mặt đường tại hiện trường.

Nếu áo đường hình thành các hư hỏng liên quan đến độ ẩm, điều đó chứng tỏ rằng hệ thống thoát nước ban đầu không đáp ứng được những yêu cầu hiện nay của áo đường. Việc đánh giá hệ thống thoát nước sẽ bộc lộ cho người kỹ sư nhận thấy hệ thống thoát nước hiện tại chỉ cần sửa chữa và bảo dưỡng, hay cần phải bổ sung thêm một số công trình phụ trợ. Bước tiếp theo là xem xét bản đồ địa hình của những công trình phụ trợ ảnh hưởng đển chuyển động của nước dưới mặt đường và nước trên mặt đường trong khu vực dự án. Liệu ở phía nằm cao hơn mặt đường có hồ, suối, hoặc những vùng ẩm ướt theo mùa hay không.

Việc đánh giá hệ thống thoát nước đòi hỏi phải điều tra những vấn đề tại công trình, tốt hơn là trong mùa mưa. Sau đây là một trong số những câu hỏi để phỏng vấn khi thực hiện điều tra hiện trường:

• Nước chảy ở đâu và chảy như thế nào qua mặt đường?

• Nước tập trung ở những vị trí nào trên mặt đường và gần mặt đường?

• Mực nước trong các rãnh là bao nhiêu?

• Những khe nối và các vết nứt có nước hay không?

• Nước có đọng thành vũng trên lề đường không?

• Có loại cây cỏ ưa nước nào sinh sôi nảy nở dọc theo lề đường không?

•Bên mép đường có quan sát thấy loại vật liệu mịn nào đọng lại hay hiện tượng phụt nước nào không?

• Nước chảy vào có mảnh vỡ, vôi vữa hay có hiện tượng lắng đọng không?

• Các mối nối và vết nứt có được gắn kín không?

Việc khảo sát hiện trường cũng phải bao gồm việc thanh tra để xác định xem những công trình phụ trợ cho hệ thống thoát nước trong thiết kế ban đầu trên thực tế có được xây dựng không. Không được đưa ra những giả định về vấn đề này, vì thiết kế đôi khi cũng thay đổi. Phải tìm kiếm những số liệu về công tác bảo dưỡng tại chỗ, và điều tra về những trình tự dọn sạch hệ thống thoát nước đã lập kế hoạch.

I.3.3 Các đặc tính của vật liệu

Việc xác định những đặc tính của vật liệu cần khảo sát sẽ phụ thuộc vào 2 yếu tố: loại hư hại của áo đường do độ ẩm gây ra và các lớp của áo đường xảy ra hư hại. Bảng I.1 liệt kê một số đặc tính của vật liệu có thể cần phải khảo sát cho từng lớp một trong 3 lớp - nền, lớp cấp phối đá, mặt đường.

Nếu có thể, phải kết hợp giữa việc thu thập số liệu về vật liệu và việc đánh giá tổng thể về dự án. Ví dụ, nếu phải khoan lấy mẫu để xác định chiều dày của lớp, có thể lấy mẫu đất nền đồng thời với việc thử nghiệm về thoát nước. Theo phương pháp này, chi phí đánh giá sẽ được hạn chế đến mức tối thiểu.

259

Table I.1 - Material Properties Associated with Drainage Problems in Pavements

Subgrade General categorization gradation Weight-volume relationships: classification optimum lab dry density optimum lab moisture content in situ dry density in situ moisture content Other drainage-related characteristics: permeability effective porosity capillarity

Granular Layers General categorization: gradation percent fines Atterberg limits classification optimum lab moisture content in situ dry density in situ moisture content Other drainage-related characteristics permeability effective porosity capillarity

Surface Aggregate stripping Aggregate reaction

In sumary only when the engineer recognizes a pavement’s moistrure-related problems and understands how they eve loped can he or she design rehabilitation alternatives that address the problems and prevent their recurrence. To increase the economics of the drainage process, every effort should be made to develop drainage rehabilitation alternatives that are compatible with alternatives being considered for the correction of other pavement distresses present.

I.4 Condition (distress) survey

I.4.1 General background

Accurate condition surveys that assess a pavement’s physical distress are vital to a successful rehabilitation effort. Condition survey results, together serviceability (roughness), drainage, and structural evaluation surveys, provide the engineer with the necessary information to develop a sound rehabilition strategy. Thus, an intensive survey is mandatory before any rehabilitation designs are attempted.

Combining all of the recorded distress information into a single “condition index PCI” which measures overall pavement condition and probable required maintenance is encouraged because it provides an additional engineering tool that greatly aids in the overall rehabilitation planning at both project and network levels

260

Bảng I.1 - Các đặc tính của vật liệu liên quan đến những sự cố thoát nước trên mặt đường

Nền đường Phân loại chung Thành phần hạt Mối liên hệ giữa khối lượng và thể tích Phân loại đất Dung trọng khô tối ưu trong phòng thí

nghiệm Độ ẩm tối ưu trong phòng thí nghiệm Dung trọng khổ tại hiện trường Độ ẩm tại hiện trường Những đặc điểm liên quan đến thoát nước Độ thấm Độ rỗng hữu hiệu Mao dẫn

Các lớp dạng hạt Phân loại chung Thành phần hạt % thành phần hạt mịn Giới hạn Attenberg Phân loại Hàm lượng độ ẩm tối ưu trong phòng th

nghiệm Dung trọng khô tại chỗ Hàm lượng độ ẩm tại chỗ Những đặc điểm liên quan đến thoát nước Độ thấm Độ rỗng hữu hiệu Mao dẫn

Bề mặt Cấp phối Bong bật Phản ứng của cốt liệu hạt

Tóm lại, chỉ khi nào người kỹ sư xác định được sự cố của áo đường do độ ẩm gây ra và tìm hiểu được quá trình phát triển của những sự cố này, thì kỹ sư mới có thể thiết kế những phương án cải tạo áo đường để khắc phục những sự cố này và ngăn chặn những sự cố đó tái diễn. Để tăng giá trị kinh tế cho quá trình thoát nước, phải tập trung mọi nỗ lực để triển khai những giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước thích hợp với những giải pháp đang được xem xét để sửa chữa những hư hỏng khác trên áo đường hiện tại.

I.4 Khảo sát thực trạng của áo đường

I.4.1 Giới thiệu chung

Những khảo sát chính xác về thực trạng áo đường để đánh giá những hư hỏng trên áo đường có ý nghĩa rất quan trọng để thực hiện thành công một phương pháp cải tạo áo đường. Những kết quả khảo sát thực trạng hư hỏng cùng với những kết quả về khả năng phục vụ, hệ thống thoát nước và những khảo sát đánh giá về kết cấu cung cấp những thông tin cần thiết cho người kỹ sư thiết lập một giải pháp hiệu quả cải tạo áo đường. Như vậy, trước khi tiến hành bất kỳ công tác thiết kế cải tạo nào, nhất thiết phải thực hiện những hoạt động khảo sát sâu rộng.

Nên kết hợp toàn bộ những số liệu lưu trữ về tình trạng hư hại của áo đường thành một “chỉ số tình trạng mặt đường PCI” - chỉ số này đánh giá tình trạng chung của áo đường và có thể cho thấy cần thực hiện công tác bảo dưỡng nào. Chính công việc này sẽ là một phương tiện kỹ thụât bổ sung đắc lực trong việc hoạch định cải tạo áo đường nói chung ở mức độ cấp dự án và mức độ mạng lưới.

261

I.4.2 Distress Types of the Pavement

When pavement condition surveys are conducted, there is a minimum information requirement necessary if the engineer is to make knowledgeable decisions regarding rehabilitation needs and strategies. These information requirements are:

• Distress Type—Identify types of physical distress existing in the pavement. The distress types should be placed in categories according to their casual mechanisms.

• Distress Severity—Note level of severity for each distress type present to assess degree of deterioration.

• Distress Amount—Denote relative area (percentage of the project) affected by each combination of distress type and severity.

As we know well that, not all pavement distress is traceable to structural mechanisms; factors such as climate, construction quality, etc., may also interact in a complex way to cause pavement distress. Furthermore, many observed distresses may be a function of several mechanisms. Tables I.2 categorizes pavement distress relative to probable cause for flexible (asphalt) pavement.

Table I.2 - General Categorization of Asphalt Pavement Distress

Distress Type Primarily Traffic Load Caused

Primarily Climate/Materials Caused

1. Alligator or fatigue cracking X X

2. Bleeding X

3. Block cracking X

4. Corrugation X

5. Depression X

6. Joint rellection cracking from PCC slab X

7. Lane/shoulder dropoff or heave X

8. Lane/shoulder separation X

9. Longitudinal and transverse cracking X

10. Patch deterioration X

11. Polished aggregate X

12. Potholes X

13. Pumping aid water bleeding X (medium, high severity levels)

X (low-severity level)

14. Raveling and weathering X

15. Rutting X

16. Slippage cracking X

17. Swell X

262

I.4.2 Các loại hư hỏng của áo đường

Khi tiến hành khảo sát tình trạng mặt đường, cần có một số thông tin tối thiểu để giúp người kỹ sư đưa ra những quyết định quan trọng về những yêu cầu và những giải pháp cải tạo áo đường. Những thông tin dó là:

• Loại hư hỏng - xác định loại hư hỏng hiện đang xảy ra trong áo đường. Dạng hư hỏng cần được phân loại tuỳ theo các cơ chế phát sinh của chúng.

• Mức độ nghiêm trọng của hư hại: Ghi mức độ nghiêm trọng của mỗi loại hư hỏng và đánh giá mức độ xuống cấp.

• Số lượng hư hỏng - xác định tỷ lệ diện tích (chiếm bao nhiêu % trong dự án) bị ảnh hưởng của mỗi loại hư hỏng và mức độ nghiêm trọng.

Như đã trình bày trong phần trước, không phải toàn bộ những hư hỏng áo đường đều xuất phát từ những cơ chế kết cấu; những yếu tố như khí hậu, chất lượng xây dựng có thể cũng tác động tương hỗ theo chiều hướng phức tạp gây ra những hư hại trên mặt đường. Hơn nữa. nhiều hư hỏng của áo đường có thể xuất phát từ nhiều cơ chế khác nhau. Bảng I.2- Phân loại hư hỏng áo đường mềm theo nguyên nhân.

Bảng I.2 - Phân loại chung các loại hư hỏng trên mặt đường nhựa

Loại hư hỏng Nguyên nhân gây ra do xe cộ là chính

Nguyên nhân gây ra do thời tiết/vật liệu là chính

1. Nứt thành lưới hay nứt do mỏi X X

2. Chảy nhựa X

3. Nứt khối X

4. Mặt đường gợn sóng X

5. Măt đường bị lún X

6. Nứt phản ảnh tại các khe nối từ các tấm PCC

X

7. Làn xe/Vai đường bị thụt xuống hoặc bị đội lên

X

8. Làn xe/Vai đường bị tách ra X

9. Vết nứt dọc và ngang X

10. Các miếng vá bị hư hỏng X

11. Vật liệu đá bị mài nhẵn X

12. Các ổ gà X

13. Hiện tượng phụt nước và rỉ nước X (mức độ vừa, nặng)

X (mức độ nhẹ)

14. Bong bật và phong hoá X

15. Vệt hằn bánh xe X

16. Nứt trượt X

17. Trương nở X

263

I.4.3 Evaluating the effective structural capacity

Evaluation of the effective structural capacity of a pavement, as set forth in this appendix, requires the use of dynamic (steady state vibratory or impulse) loads, and the subsequent measurement of the deflection basin.

Areas of pavement weakness will be recognized by FWD device presented – herein (see Appendix D). For instance, cracking of pavement layers will manifest itself by an increase in deflection which, in turn, results in lower predicted layer modulus and/or a subsequent redaction in the pavement’s load capacity. Also, the impact of moisture increases will be reflected in a change in the deflection basin response of the pavement, as will the influence of the asconstructed/in situ material behavior. In summary, NDT deflection basin analysis is a technique for determining the most accurate estimates of the actual in situ layer properties which collectively define the overall structural capacity of the pavement system .

Procedures for deflection measurement and determination of SNeff are provided in Appendix D.

• Using the FWD device for determining Pavement Deflection Response and In Situ Material Response (Modulus, Strength)

• For determining Layer Thicknesses and Layer Material Type the destructive testing can be used.

While historic information may be available, the extreme importance and sensitivity of this variable calls for the use of destructive testing to verify/modify the available historic information. Layer material type can usually be identified from historic pavement information, unless special circumstances dictate otherwise. A limited amount of coring at randomly selected locations may be used to verify the historic information.

In summary, while NDT is largely preferred to destructive testing, a technically sound engineering field program should include a complementary destructive test program to ensure the accuracy of data obtained. This system of double checking ensures that inaccurate data will not be used in the rehabilitation design.

264

I.4.3 Đánh giá khả năng chịu lực hữu hiệu của kết cấu áo đường – thí nghiệm không phá hỏng (NDT)

Để đánh giá khả năng chịu lực hiệu quả của kết cấu áo đường SNeff, cần sử dụng thiết bị FWD và những kết quả đo đạc của chậu võng.

Thiết bị FWD dùng để xác định các khu vực áo đường bị yếu. Ví dụ, các mặt đường bị nứt thì độ võng sẽ tăng lên, do đó các mô đun lớp dự đoán sẽ kém hơn và/hoặc khả năng chịu tải trọng của mặt đường sẽ bị giảm tương ứng. Tương tự như vậy, độ ẩm tăng lên sẽ làm thay đổi phản ứng đo qua chậu võng của mặt đường và như vậy sẽ ảnh hưởng đến những phản ứng của vật liệu tại chỗ/vật liệu đã sử dụng trong xây dựng. Tóm lại. phân tích bằng chậu võng là một kỹ thuật để đưa ra những dự đoán chính xác nhất về những đặc tính lớp vật liệu tại chỗ trên thực tế, chính những đặc tính này sẽ quyết định khả năng chịu lực của kết cấu tổng thể của áo đường.

Trình tự thử nghiệm đo võng và xác định SNeff đã được giới thiệu chi tiết ở Phụ lục D.

• Thiết bị FWD xác định được độ võng của áo đường và cường độ của vật liệu tại chỗ (mô dun, cường độ).

• Để xác định độ dày của các lớp và loại vật liệu trong lớp, cần phải tiến hành một số thí nghiệm phá hoại (khoan, đào).

Trong khi các thông tin trong hồ sơ lưu trữ có thể sẵn có, tầm quan trọng đặc biệt và độ nhạy cảm của thông số này đòi hỏi phải sử dụng thí nghiệm phá huỷ để kiểm tra/điều chỉnh nguồn thông tin lưu trữ. Riêng loại vật liệu của lớp có thể được xác định từ các thông tin của hồ sơ áo đường trừ phi có hoàn cảnh đặc biệt chế ngự. Một số lượng hạn chế những mẫu được lấy tại những địa điểm chọn một cách ngẫu nhiên có thể được sử dụng để kiểm chứng nguồn thông tin lưu trữ.

Tóm lại, khi thí nghiệm không phá hoại NDT chiếm ưu thế hơn thí nghiệm phá huỷ, một chương trình thí nghiệm hiện trường toàn diện về mặt kỹ thuật nên bao gồm một chương trình thí nghiệm phá huỷ bổ sung để đảm bào độ chính xác cho những thông tin thu thập được. Hệ thống kiểm tra hai lần này đảm bảo rằng những số liệu không chính xác sẽ không được sử dụng trong thiết kế cải tạo áo đường.

265

APPENDIX K

(Consult)

Rehabilitation Methods other than Overlay

Many different rehabilitation techniques can be applied to pavements to extend their lives without the placement of an overlay. Some of these techniques are applicable prior to an overlay. Use of these techniques is often a cost-effective strategy (in framework of life-cycle cost), and delays the placement of a costly overlay, recycling, or even reconstruction for several years. When evaluating the feasibility and effectiveness of applying rehabilitation methods other than overlays, several factors must be considered, including the surface distress, structural condition, and functional condition of the existing pavement. This chapter describes the background and methodologies associated with these non overlay rehabilitation approaches.

K.1 Evaluation of pavement condition

The evaluation of pavement condition includes consideration of specific problems that exist in the pavement. This requires a determination of the types and causes of distress, as well as the extent of pavement deterioration.

K.1.1 Surface distress

Distress represents a very important and basic measure of current pavement condition. Each type of distress is the result of one or more causes which, when known, provide great insight into the type of rehabilitation work that is required. As enumerated below, distress data are useful in selecting rehabilitation strategies other than overlays.

(1) Distress types that are present at medium or high severity levels and require repair work, can be identified and quantified in the plans and estimates.

(2) An examination of all distress data collected will indicate if pavement condition varies significantly over a given project. Repair can then be varied with pavement condition to minimize costs.

(3) The results of the distress survey can indicate what further testing must be conducted to obtain sufficient data for design.

Distress data are helpful in determining the mechanisms of pavement deterioration. Pavement distresses can be categorized as being caused either by traffic loads or non-load factors, including design, construction, poor durability materials, and climate factors. This knowledge helps the engineer determine an appropriate rehabilitation technique.

K.1.2 Structural condition

266

Phụ lục K

(Tham khảo)

Các phương pháp cải tạo không dùng lớp phủ

Có thể áp dụng nhiều kỹ thuật cải tạo áo đường khác nhau để kéo dài tuổi thọ áo đường mà không cần sử dụng lớp phủ. Một số trong số các kỹ thuật này có thể ứng dụng trước khi rải lớp phủ. Việc sử dụng các kỹ thuật này thường là một giải pháp chi phí có hiệu quả (trong khuôn khổ chí phí chu trình tuổi thọ), và làm chậm lại việc thay thế lớp phủ tốn kém, việc tái sinh hoặc làm chậm lại quá trình xây dựng lại trong vòng vài năm. Khi đánh giá tính khả thi và hiệu quả ứng dụng các phương pháp cải tạo này cần phải cân nhắc một vài yếu tố như tình trạng hư hỏng bề mặt, tình trạng kết cấu và tình trạng thuộc về chức năng của áo đường hiện tại. Phụ lục này nói về nền tảng và các phương pháp luận liên quan đến giải pháp cải tạo không dùng lớp phủ.

K.1 Đánh giá tình trạng áo đường

Đánh giá tình trạng áo đường gồm việc xem xét các vấn đề cụ thể đang tổn tại trong áo đường. Điều này đòi hỏi phải xác định các loại và các nguyên nhân gây ra tình trạng hư hỏng cũng như mức độ xuống cấp của áo đường.

K.1.1 Hư hỏng bề mặt

Những loại hư hỏng thể hiện rất cơ bản và rõ ràng tình trạng áo đường hiện tại. Mỗi loại hư hỏng là hậu quả của một hay nhiều nguyên nhân, mà khi đã phát hiện ra, nó sẽ chỉ rõ phương pháp cải tạo nào là cần thiết. Như liệt kê dưới đây, những số liệu về tình trạng hư hỏng sẽ rất có ích cho việc lựa chọn những giải pháp cải tạo không dùng lớp phủ.

(1) Trong các kế hoạch và các dự toán, phải xác định và dự tính khối lượng cho những loại hư hỏng ở mức độ vừa hoặc nghiêm trọng cẩn phải sửa chữa.

(2) Việc kiểm tra toàn bộ số liệu đã thu thập về tình trạng hư hỏng sẽ cho biết tình trạng áo đường trong một dự án có khác biệt nhiều hay không. Sau đó có thể điều chỉnh công tác sửa chữa cho phù hợp với từng tình trạng áo đường cụ thể nhằm giảm thiểu các chi phí.

(3) Các kết quả khảo sát tình trạng hư hỏng có thể cho biết những thí nghiệm nào cần được bổ sung để thu thập được các số liệu đủ cho công tác thiết kế.

Các số liệu về tình trạng hư hại của áo đường sẽ rất hữu ích để tìm ra cơ chế sự xuống cấp của áo đường. Có thể phân loại tình trạng hư hại của áo đường thành loại hư hỏng do tải trọng và hư hỏng không do tải trọng, bao gồm công tác thiết kế, thi công, vật liệu kém bền và yếu tố khí hậu. Những hiểu biết này giúp cho người kỹ sư xác định được kỹ thuật cải tạo thích hợp.

K.1.2 Tình trạng thuộc về kết cấu

267

The most critical area of concern with regard to the feasibility of rehabilitation without overlay is the structural adequacy of the pavement. Only structurally adequate pavements or pavements restored to a structurally adequate state, are candidates for rehabilitation without overlay. The structural evaluation must address whether or not the pavement can support future traffic loadings over the desired design period without structural improvement from an overlay.

Existing distress types are an excellent source of information on the impact of past traffic loadings on the pavement. If there is significant load-associated distress, then the structural adequacy of the existing pavement must be questioned. On multi-lane facilities, a difference in distress between the outer and the inner lanes is an indication of the impact of truck traffic on the structural adequacy of the pavement and if the structure is adequate to handle past and future traffic loadings. When using this method, the properties of the existing pavement must be determined; it cannot be assumed that they equal the original properties of the pavement at the time of construction. The NDT procedures presented in the specification provide guidelines for estimating the pavement’s remaining structural life.

K.1.3 Funtional condition

The functional condition of a pavement expresses its ability to serve the users, and its major indicators include the following:

• roughness,

• skid resistance/hydroplaning,

• appearance, and

• other safety considerations.

An adequate evaluation of functional condition requires the measurement of roughness and skid resistance along the project in each lane. Areas exhibiting excessive roughness and/or poor skid resistance should then be noted for special consideration in the rehabilitation design.

The overall pavement evaluation should include consideration of the items noted in Figure K.1.

268

Lĩnh vực liên quan nhiều nhất đến tính khả thi của phương pháp cải tạo không dùng lớp phủ là tính thích hợp về mặt kết cấu của áo đường. Chỉ những áo đường tương thích về mặt kết cấu hoặc áo đường được khôi phục lại trong tình trạng tương thích về kết cấu, mới đủ tiêu chuẩn sử dụng phương pháp cải tạo không dùng lớp phủ. Việc đánh giá kết cấu phải chỉ rõ liệu áo đường có thể chịu được hay không tải trọng xe tương lai trong suốt tuổi thọ thiết kế mà không sử dụng lớp phủ để cải thiện kết cấu.

Các loại hư hỏng hiện tại là một nguồn thông tin tốt để đánh giá ảnh hưởng của tải trọng xe lên mặt đường trong thời gian qua. Nếu đó là một hư hỏng nặng do tải trọng xe gây ra, thì phải xem xét lại tính tương thích của kết cấu của áo đường hiện tại. Trên các đường nhiều làn xe, sự khác biệt về mức độ hư hại khác nhau giữa các làn xe bên trong và các làn xe bên ngoài chính là một bằng chứng cho thấy tác động của xe tải đối với tính tương thích kết cấu của áo đường. Kết cấu là tương thích nếu chịu được tải trọng xe trong thời gian đã qua và trong tương lai. Khi sử dụng phương pháp này, phải xác định được những đặc tính của áo đường hiện tại; không thể giả thiết rằng chúng tương đương với các đặc tính ban đầu của áo đường tại thời điểm đang thi công. Các trình tự thử nghiệm không phá hủy - NDT trình bày trong tiêu chuẩn này đã đưa ra những hướng dẫn để ước tính tuổi thọ kết cấu còn lại của mặt đường.

K.1.3 Tình trạng thuộc về chức năng

Tình trạng thuộc về chức năng của áo đường thể hiện khả năng phục vụ người sử dụng áo đường, và các chỉ số chính sẽ gồm:

• độ gồ ghề,

• sự chống trượt/trượt do màng nước,

• vẻ bề ngoài của mặt đường, và

• các vấn đề khác về an toàn.

Để đánh giá đầy đủ tình trạng thuộc về chức năng của áo đường cần phải đo độ ghồ ghề và khả năng chống trượt ở mỗi làn xe trong dự án. Khi thiết kế phưong án cải tạo phải chú trọng đặc biệt đến những đoạn đường quá gồ ghề và/hoặc khả năng chống trượt kém.

Việc đánh giá tổng thể áo đường nên lưu ý nhưng yếu tố được trình bày trong Hình K.1.

269

Figure K.1 – Data Required for Various Rehabilitation Techniques

270

Hình K.1 – Các số liệu yêu cầu cho các kỹ thuật cải tạo khác nhau

271

K.2 Development of feasible alternatives and strategies

A feasible alternative is one that addresses the cause of the distress and is effective in both repairing existing deterioration and preventing its recurrence, while satisfying the imposed constraints. Some projects have only one or two feasible non-overlay alternatives.

Table K.1 contains specific recommendations on the selection of candidate methods to repair distress and prevent its recurrence. For each distress type, one or more repair and/or preventive maintenance methods can be applied. If each of the repair and preventive methods meet the pavement’s needs and satisfy the imposed constraints (such as available funding and minimum life extension), then they qualify as feasible rehabilitation alternatives.

In order to make the most effective limited available funds, the engineer must choose the most cost effective combination for the project. The following table provides an example by selecting alternative methods for a flexible pavement having existing distress.

Table K.1

Existing Distress Candidate Repair Candidate Preventive

Transverse crack Full-depth patch Patch joint sealing

Raveling Chip seal coat

Rejuvenating seal coat

Fog seal coat

Raveling Cold mill ruts Level-up overlay in wheel paths

None known

One repair method and one or more preventive methods must be selected for each distress type. If only repair work is performed, the mechanism causing the distress will immediately begin its destructive work when the pavement is opened to traffic. After each distress type has been treated with an appropriate repair, one or more preventive methods must be applied to provide a cost-effective design-

Many projects exhibit several types of distress and, thus, require a combination of several different repair and preventive rehabilitation methods. Very often, several combined repair and preventive maintenance methods are required to return deteriorated pavement to a serviceable condition for a substantial period of time. Each alternative must be evaluated for cost-effectiveness, and a final selection of the most cost-effective is made.

K.3 Major non-overlay methods

This section provides a description of the following major rehabilitation methods that may- be employed as non-overlay techniques:

(1) Full-Depth Repair

(2) Partial-Depth Patching

272

K.2 Việc triển khai các phương án và các giải pháp khả thi

Một phương án khá thi là phương án có thể giải quyết được vừa nguyên nhân gây hư hỏng lại vừa đạt hiệu quả trong sửa chữa hư hỏng và ngăn ngừa sự tái diễn những hư hỏng này, trong khi vẫn đáp ứng được các ràng buộc của dự án.

Báng K.1 đưa ra những kiến nghị cụ thể trong việc lựa chọn các phương pháp đề xuất để sửa chữa hư hỏng và ngăn ngừa sự tái diễn những hư hỏng đó. Với mỗi loại hư hỏng có thể áp dụng một hoặc nhiều phương pháp sửa chữa và/hoặc bảo dưỡng. Nếu phương pháp sửa chữa và bảo dưỡng nào thoả mãn được các yêu cầu của áo đường và đáp ứng được các khống chế bất buộc (chẳng hạn nguồn vốn có sẵn và khả năng kéo dài tuổi thọ tối thiểu), thì những phương pháp đó đủ tiêu chuẩn để chọn làm phương án cải tạo khả thi.

Để sử dụng có hiệu quả nhất nguồn vốn hạn hẹp sẵn có, người kỹ sư phải lựa chọn cho dự án phương án có chi phí hiệu quả nhất. Bảng sau đây đưa ra một ví dụ minh họa thông qua việc lựa chọn phương pháp cải tạo đối với áo đường mềm hiện đang bị hư hỏng.

Bảng K.1

Hư hỏng hiện tại Phương pháp sửa chữa kiến nghị Biện pháp phòng ngừa kiến nghị

Vết nứt ngang Vá đủ chiều sâu Hàn gắn khe nối

Bong tróc Láng nhựa Làm "trẻ hóa" lại lớp láng mặt

Láng dạng sương

Vệt hằn bánh xe Nghiền nguội các vết lún Rải vữa nhựa/vữa nhựa polime Rải lớp phủ theo các vệt bánh xe

Không có

Đối với mỗi loại hư hỏng của áo đường phải chọn một phương pháp sửa chữa và một hay nhiều phương pháp phòng ngừa thích hợp. Nếu chỉ tiến hành sửa chữa thì khi mặt đường được thông xe, cơ chế gây ra hư hỏng sẽ ngay lập tức bắt đầu phá huỷ. Sau khi mỗi loại hư hỏng được xử lý bằng một phương pháp sửa chữa thích hợp, phải sử dụng một hay nhiều phương pháp ngăn ngừa nhằm đưa ra một thiết kế có hiệu quả về mặt giá thành.

Nhiều dự án thể hiện nhiều loại hư hại áo đường khác nhau, vì vậy, cần phải áp dụng kết hợp nhiều phương pháp sửa chữa và ngăn ngừa khác nhau. Nhiều phương pháp kết hợp giữa bảo dưỡng và sửa chữa thường xuyên được sử dụng để phục hồi tình trạng mặt đường bị xuống cấp về trạng thái phục vụ tốt trong một thời gian dài. Phải đánh giá hiệu quả chi phí của mỗi phương án và quyết định lựa chọn cuối cùng sẽ dành cho phương án có hiệu quả cao nhất về mặt giá thành.

K.3 Các phương pháp cải tạo chính không dùng lớp phủ

Các phương pháp cải tạo chính sau đây có thể sử dụng làm các giải pháp kỹ thuật không dùng lớp phủ:

(1) Công tác sửa chữa toàn bộ chiều sâu bi hư hại

(2) Vá đến chiều sâu bị hỏng

273

(3) Crack Sealing

(4) Subsealing-Undersealing

(5) Milling

(6) Subdrainage

(7) Surface Treatments

K.3.1 Full-depth repair

Full-depth repair has applications to all types of pavement and typically represents a large cost item in a rehabilitation project.

The first step in the repair process is determination of locations and boundaries. Specific distress requiring repair must be identified and boundaries selected. Larger areas of extensive distress must be identified for complete removal and replacement of slabs.

There are two main types of bituminous patching mixtures: (a) those mixed hot and compacted while still hot, and (b) those mixed and then stockpiled for a period before use.

Localized repair (such as pothole patches) is not the only reason for bituminous patching. Large areas of flexible pavements may develop fatigue cracking, indicating inadequate structural capacity. If these areas are not patched properly, any resurfacing will prove to be a waste of money, since the overlay will deteriorate very rapidly in these areas.

K.3.2 Joint and crack sealing

Sealing and resealing of joints and cracks in asphalt pavements is an important phase of restoration that is often not adequately considered. Serviceability and pavement life may be extended through the proper resealing of the joints or cracks which develop in the pavement. These benefits include:

1) the removal of incompressibles and the prevention of further intrusion, and

2) the reduction of water infiltration, and the chemicals that may be brought along, into the joint or crack.

The places shall be sealed and resealed:

• longitudinal lane/shoulder joints.

• longitudinal joints between traffic lanes, and

• cracks in asphalt pavement surfaces.

Cracks, unlike joints, are irregular in dimension and direction, which makes them more difficult to seal. Fortunately, most cracks will not experience the deformation that joints are subjected to. Which potentially allows the sealant to perform better than it would in a joint. Thus, the sealing procedures for cracks are not quite as strict as they are for joints. If the distress survey indicates that the distance between cracks is great enough to cause very large movements at the cracks, then the cracks must be considered joints and handled as such.

Thermal cracks in asphalt concrete pavements are a working crack, and can be treated the same as a joint, since they will experience large movements due to temperature variations

274

(3) Trám vết nứt

(4) Láng và vá cục bộ

(5) Cào nghiền áo dường

(6) Thoát nước dưới áo đường

(7) Xử lý bề mặt

K.3.1 Công tác sửa chữa toàn bộ chiều sâu bị hư hỏng

Công tác sửa chữa toàn bộ chiều sâu có thể sử dụng cho tất cả các loại áo đường và là hạng mục tiêu biểu cần chi phí lớn trong một dự án cải tạo đường.

Bước đầu tiên trong quá trình sửa chữa là xác định vị trí và các ranh giới. Phải xác định được những khu vực bị hư hỏng cụ thể cần sửa chữa và các ranh giới. Phải xác định được những khu vực lớn bị hư hỏng nặng để đào bỏ hết và thay thế.

Có 2 loại hỗn hợp nhựa chính dùng để vá, đó là: (a) hỗn hợp trộn và lu lèn khi hỗn hợp còn nóng, và (b) hỗn hợp trộn sau đó lưu giữ một thời gian trước khi sử dụng hỗn hợp rải nguội.

Vá sửa bằng nhựa không chỉ dùng để sửa chữa cục bộ (chẳng hạn như vá ổ gà). Các đoạn lớn trên mặt đường mềm có thể nảy sinh các vết nứt mỏi, điều đó thể hiện cường độ kết cấu không thích hợp. Nếu những đoạn này không được vá sửa đúng thì bất cứ biện pháp rải lại bề mặt nào đều sẽ chỉ lãng phí tiền bạc mà thôi, bởi vì lớp phủ sẽ nhanh chóng bị hư hỏng tại những đoạn này.

K.3.2 Trám lại vết nứt và khe nối

Công tác trám và trám lại các vết nứt và khe nối trên mặt đường bê tông nhựa là một phần quan trọng trong công tác cải tạo đường, tuy nhiên lại thường không được xem xét một cách thích đáng. Nếu trám khe nối và các vết nứt tốt sẽ có thể kéo dài quá trình phục vụ và tuổi thọ mặt đường. Những lợi ích này gồm:

(1) loại bó các vật cứng (lọt vào khe nứt) và ngăn ngừa sự xâm nhập tiếp theo, và

(2) giảm sự xâm nhập của nước và những hoá chất có thể chảy theo vào trong khe nối hoặc vết nứt.

Các chỗ hư hỏng, cần trám lại, thường là:

• các mối nối dọc theo làn xe/ lề đường,

• các mối nối dọc giữa các làn xe, và

• các vết nứt trên mặt đường bê tông nhựa.

Các vết nứt, không giống như những mối nối, có kích thước và hướng nứt rất khác nhau và điều đó rất khó cho công tác hàn gắn, tuy nhiên hầu hết các vết nứt đều không biến dạng như các khe nối. Điều này cho phép vật liệu dùng để trám vết nứt phát huy hiệu quả tốt hơn nhiều so với khi trám khe nối. Vì vậy, trình tự trám vết nứt không đòi hỏi khắt khe như với khe nối. Nếu việc khảo sát tình trạng hư hại cho thấy khoảng cách giữa các vết nứt khá rộng gây ra các chuyển dịch lớn thì các vết nứt phải được xem như là các khe nối và phải xử lý giống như các khe nối.

Các vết nứt do nhiệt độ trên mặt đường bê tông nhựa là các vết nứt đang hoạt động, và có thể được xừ

lý giống như khe nối, vì chúng sẽ bị chuyển dịch lớn khi nhiệt độ thay đổi.

275

K.3.3 Cold milling of asphalt surfaces

This restoration technique is commonly used in conjunction with other techniques to restore the pavement to a condition resembling that of a new pavement

Cold milling is the use of carbide cutting teeth mounted on a rotary drum to chip off as much as 7 cm to 10 cm of asphalt concrete surface. The major purpose of cold milling is to remove asphalt material. Major uses of cold milling include the following:

(1) restoring cross slope of asphalt pavements to improve drainage or correcting drainage inlet cover problems,

(2) improving friction resistance of asphalt surfaces,

(3) removing asphalt overlays of concrete pavements,

(4) providing a roughened, clean surface for bonding a concrete overlay,

(5) removing material in conjunction with surface recycling, and

(6) removing material to provide a smoother surface (where the pavement is structurally adequate).

After removal of the surface material through cold milling, most pavements are overlaid. Some projects, however, have been milled and opened to traffic without placement of an overlay but tire noise is high and may generate public complaints. If the pavement is structurally sound, but rough from various nonload related distresses, this may be a very cost-effective means of delaying overlay placement for a few years.

K.3.4 Sub-drainage design

Subdrainage is an important consideration in the resurfacing, restoration, and rehabilitation of pavement systems.

Subsurface drainage systems should be designed and constructed with long-term performance and maintenance in mind, See appendix L – Types of Drainage System of the Flexible Pavement Structural Section.

K.3.5 Surface treatments

The use of surface treatments or seal coats is a method of pavement rehabilitation for asphalt pavements of all classes, from low-volume roads to Interstate highways. This rehabilitation category is an application of asphalt and/or aggregate to a roadway surface, generally less than 2.5 cm thick, which improves or protects the surface characteristics of the roadway. In general, there is little or no direct structural improvement of a pavement when a surface treatment is used. However, indirect benefits in increased life can be obtained with this technique.

In the following sections, the classification, functions, and design of surface treatments are discussed.

K.3.6 Classificaton of seals or surface treaments

Seal coats and surface treatments are classified on the basis of their composition, which may be either solely asphalt or, more normally, a combination of asphalt and aggregate. The following are typical categories:

276

K.3.3 Cào nghiền nguội lớp mặt atphan

Kỹ thuật cải tạo này được sử dụng rộng rãi kết hợp với các kỹ thuật khác để khỏi phục tình trạng mặt đường tốt như mặt đường mới.

Cào nghiền nguội là việc sử dụng các máy cào xới thích hợp để bóc từng mảng lớp mặt bê tông nhựa sâu khoảng 7 cm tới 10 cm. Mục dích chính của việc cào nghiền nguội là đào bỏ lớp vật liệu atphan. Những ứng dụng chính của việc cào nghiền nguội gồm:

(1) Khôi phục độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa để cải tạo sự thoát nước hoặc sửa chữa những sự cố tại đầu vào công trình thoát nước.

(2) Tăng cường sức bám của lớp mặt bê tông nhựa.

(3) Đào bỏ các lớp phủ bê tông nhựa trên mặt đường bê tông xi măng.

(4) Tạo một bề mặt nhám, sạch để liên kết với lớp phủ bằng bê tông.

(5) Cào xới vật liệu kết hợp với tái sinh mặt đường, và

(6) Đào bỏ vật liệu để tạo ra một bề mặt bằng phẳng (nơi mặt đường có cường độ kết cấu thích hợp).

Sau khi cào bóc vật liệu lớp mặt bằng phương pháp cào nghiền nguội, hầu hết mặt đường được rải thêm một lớp phủ. Ở một vài dự án đã thực hiện xong cào nghiền nguội và thông xe ngay không rải một lớp phủ thì tiếng ồn từ bánh xe rất lớn. Nếu như mặt đường có kết cấu thích hợp và mức độ gồ ghề trên đường không lớn để có thể chấp nhận tiếng ồn từ bánh xe, thì đây có thể là phương pháp rất hiệu quả về chi phí để trì hoãn công tác thi công lớp phủ lại trong vài năm.

K.3.4 Thiết kế thoát nước dưới mặt đường

Thoát nước dưới mặt đường là một vấn đề quan trọng khi tiến hành rải lại lớp mặt, khôi phục và cải tạo hệ thống áo đường.

Hệ thống thoát nước dưới mặt đường nên được thiết kế và xây dựng với ý đồ bảo dưỡng và làm việc dài hạn. Xem phụ lục L – Các cấu tạo hệ thống thoát nước kết cấu áo đường.

K.3.5 Xử lý bề mặt

Việc sử dụng các lớp xử lý bề mặt hoặc dùng các lớp láng nhựa là một phương pháp cải tạo mặt đường dùng cho tất cả các loại áo đường nhựa, từ các đường có lưu lượng xe thấp tới các quốc lộ. Phương pháp cải tạo này sẽ sử dụng một lớp bitum và/hoặc cốt liệu rải lên lớp mặt đường có chiều dày nói chung nhỏ hơn 2,5 cm để tăng cường hoặc bảo vệ được các đặc tính của lớp mặt đường. Nhìn chung, khi sử dụng lớp xử lý bề mặt sẽ có rất ít hoặc không có tác dụng cải thiện kết cấu áo đường trực tiếp. Tuy nhiên, vẫn có thể gián tiếp tăng tuổi thọ của áo đường khi sử dụng kỹ thuật này.

Sau đây sẽ trình bày cách xếp loại, các chức năng và việc thiết kế các lớp xử lý bề mặt.

K.3.6 Phân loại lớp láng nhựa hoặc lớp xử lý bề mặt

Khi phân loại các lớp láng nhựa và các lớp xử lý bề mặt người ta dựa vào thành phần của các lớp này, có thế chỉ có thành phần bitum hoặc thông thường là có cả bitum và cốt liệu. Dưới đây là một số loại điến hình:

277

(1) Open-Graded Friction Courses. These applications of asphalt and aggregate are designed to drain water off the pavement surface by providing an open, porous structure in the mixture. The rapid removal of water reduces the potential for hydroplaning and, hence, wet weather accidents. These applications are often called mix (mix is produced in the Plant)

(2) Asphalt-Aggregate Surface Treatments. These treatments consist of sequential applications of asphalt and Stone chips which can be made either singly or in repetitive layers to build up a structure approaching 2 cm thick (or more), sometimes called armor coating. These applications represent the traditional seal coating done by local agencies. They also serve as the surfacing for low-volume roads.

(3) Rubberized Asphalt Seal. This application is a special type of asphalt-aggregate surface treatment. The asphalt material is replaced with a specialized blend of rubber or the other polime.

(4) Slurry Seal; Microsurfacing. The slurry seal application consists of a diluted emulsion mixed with a sand-size aggregate in a special mixer. This slurry is then squeegeed onto the pavement surface. The thickness of the slurry seal is generally less than 1.5 cm. Microsurfacing ( using polimer modified quick-setting quick-traffic asphalt emulsion) has a better quality. The Microsurfacing mixture will permit a traffic flow within one hour after placement and has an average performance life of 6 years to 7 years.

(5) . Fog Seal. A fog seal is an application of dilute emulsion with no aggregate. It seals the surface and provides a small amount of rejuvenation. It also provides a very distinct delineation between mainline pavement and the shoulder, where they are primarily used, on high-volume roads.

(6) Sand Seal. A sand seal consists of a spray application of emulsion with a light covering of sand or screening. This application serves the same function as a fog seal, but it provides a more friction-resistant surface. The appearance of a sand seal surface does not provide the dramatic delineation that a fog seal does.

K.3.7 Functions of seals or surface treatments Surface treatments may provide an extension to the service life of a pavement and reduce required maintenance expenditures until a more cost-effective rehabilitation program can be developed, the major functions of surface treatments are:

(1) Provide a Wearing Surface. An asphalt-aggregate surface treatment provides a new aggregate exposed to the traffic, which can furnish better durability and wear characteristics than the original surface. This application generally improves the friction resistance, but improvement in surface durability may not always occur. The aggregate to be used to correct a nondurable surface should be tested thoroughly (L.A. Abrasion and the Sulfate Soundness Test) to ensure that it has satisfactory durability.

(2) Seal Cracks. The application of aggregate and/or asphalt in these seal coats provides a large amount of asphalt material that can seal small cracks. The asphalt-aggregate treatments provide the most crack sealing, while the fog seal provides very little crack sealing. The use of rubberized asphalt provides one of the best materials for bridging cracks and maintaining an effective seal. The exclusion of moisture from cracks extends life, and may actually help maintain the structural capacity of the pavement.

(3) Waterproofing. The porosity of asphalt pavements varies and may admit water to some extent through the normal void structure. The application of a waterproof surface will restrict moisture infiltration and reduce the rate of deterioration in existing pavements.

278

(1)Lớp tạo nhám cấp phối hở. Lớp này là hỗn hợp giữa bitum và cốt liệu được thiết kế dùng dế thoát nước ra khỏi lớp mặt đường qua một kết cấu hở và rỗng trong hỗn hợp. Nước thoát nhanh làm giảm những sự cố do nước đọng lại khi mưa. Các lớp này thường được sản xuất ở trạm trộn rồi đem rải lên mặt đường. (2)Lớp xử lý bề mặt bằng Cốt liệu – bitum (láng nhựa). Lớp xử lý này bao gồm việc rải lần lượt bitum và đá nhỏ thành một hay nhiều lớp để tạo thành một kết cấu dày 2 cm hoặc (lớn hơn), được gọi là lớp láng mặt. Đây là kiểu xử lý láng nhựa thông thường mà các cơ quan địa phương hay sử dụng. Lớp xử lý này cũng được sử dụng để láng lại mặt đường có lưu lượng xe thấp. (3)Lớp vữa nhựa pha cao su. Đây là một loại đặc biệt xử lý bề mặt bằng cốt liệu - bitum. Vật liệu bitum được cải thiện bằng một loại hỗn hợp đặc dụng pha trộn bằng cao su và bitum. (4)Lớp vữa nhựa; lớp vữa nhựa polime. Lớp láng nhựa dạng vữa gồm nhũ tương được pha loãng trộn với cốt-liệu đá nghiền nhỏ trong máy trộn đặc biệt. Lớp vữa nhựa này sau đó được rải mỏng trên bề mặt mặt đường. Nói chung, chiều dày của lớp này có thể nhỏ hơn 1,5 cm.

Hiện nay còn dùng loại vữa nhựa polime có chất lượng tốt hơn và đông rắn rất nhanh. Sau khi rải 1 giờ đã có thể thông xe, và có thể dùng từ 6 năm đến 7 năm.

(5)Lớp láng dạng sương. Lớp láng dạng sương là một loại nhũ tương pha loãng không sử dụng cốt liệu. Nó được láng lên bề mặt và tạo khả năng trẻ hóa một phần mặt đường bê tông nhựa. Khi chỉ rải trên phần xe chạy sẽ làm phân biệt rất rõ ràng giữa mặt đường và lề đường, nên thường được dùng trên các đường có lưu lượng xe lớn. (6)Lớp láng bằng cát. Lớp láng bằng cát thi công bằng cách phun nhũ tương, rồi phủ nhẹ bằng cát hoặc đá nghiền nhỏ. Loại lớp láng này có chức năng giống như lớp láng dạng sương nhưng tạo ra một bề mặt chịu ma sát tốt hơn.

K.3.7 Các chức năng của lớp láng nhựa hoặc lớp xử lý bề mặt Các lớp xử lý bề mặt có thể kéo dài được tuổi thọ phục vụ của mặt đường và giảm chi phí bảo dưỡng cho đến khi có thể triển khai một chương trình cải tạo có hiệu quả chi phí hơn. Các chức năng chính của lớp xử lý bề mặt là:

(1)Tạo một lớp bề mặt cho xe chạy. Lớp xử lý bề mặt bằng cốt liệu - bitum tạo ra một lớp cốt liệu mới chịu lưu lượng xe, lớp này có thể bền hơn và có các đặc tính chịu mài mòn tốt hơn bề mặt ban đầu. Nhìn chung, lớp này tăng cường khả năng tạo nhám nhưng có thể không tăng độ bền của bề mặt. Để cải thiện tính bền, cốt liệu phải được thí nghiệm kỹ càng (Thí nghiệm độ bền Sulfate và độ mài mòn Los Angeles) để đảm bảo là cốt liệu đó đạt được độ bền qui định. (2)Hàn gắn các vết nứt. Việc sử dụng cốt liệu và/hoặc bitum trong các lớp này cung cấp một khối lượng khá lớn vật liệu bitum có thể trám các vết nứt nhỏ. Lớp xử lý bằng cốt liệu - bitum sẽ gắn lại hầu hết những vết nứt, trong khi đó lớp láng dạng sương chỉ gắn lại được những vết nứt rất nhỏ. Việc sử dụng bitum polime cung cấp loại vật liệu tốt nhất cho việc khắc phục các vết nứt và việc bảo dưỡng bằng lớp láng nhựa hiệu quả. Việc loại trừ hơi nước trong các khe nứt có thể kéo dài tuổi thọ mặt đường và trên thực tế có thể hỗ trợ duy trì cường độ kết cấu của áo đường. (3)Lớp mặt không thấm nước. Độ rỗng của mặt đường bê tông nhựa rất khác nhau và ở mức độ nào đó có thế cho nước xâm nhập qua kết cấu rỗng thông thường, sử dụng lớp bề mặt không thấm nước sẽ hạn chế sự thâm nhập của nước và giảm tốc độ xuống cấp của các áo đường hiện tại.

279

(4) Improve Friction Resistance. The use of an open-graded friction course reduces the wet weather accident potential of a pavement by-reducing the potential for hydroplaning. The aggregate in a standard surface treatment can directly increase the skid resistance of a pavement. The aggregate used in the surface treatment must be controlled to ensure the level of friction resistance remains high following construction.

(5) Reduce Weathering Effects. The asphalt application adds softer asphalt material to the oxidized surface of the pavement and retards the hardening of the original asphalt surface. The extra material provided by the asphalt reduces the voids on the surface of the pavement and deters the entry of water and air, which tends to harden the asphalt. Fog and slurry seals are effective in areas where excessive oxidation and hardening of the asphalt-in the mixture are a common problem.

(6) Improve Surface Appearance. In some instances, the general appearance of the pavement surface may be quite disorderly due to patching and other construction activities. A surface treatment is a simple, effective means of covering these irregularities and providing a uniform appearance to the surface.

(7) Visual Delineation. A distinct difference in the visual appearance of the shoulder and the mainline pavement is an aid to motorists. Studies have shown that when this distinction exists, the drivers avoid driving on the lane/shoulder joint, increasing the life of the pave¬ment. A difference in the appearance and texture of the shoulder is a safety enhancement for the pavement as a whole.

(8) Structural. There is no direct structural benefit derived from the application of a surface treatment. Multiple surface treatments of three or more layers appears, however, to provide some structure to the pavement, but no mixture testing is permited the aggregate used is not uniformly graded to ensure aggregate interlock and, therefore, cannot resist deformation under heavy load repetitions. Thus, a surface treatment cannot properly be considered a structural improvement to a pavement, although some marginal improvements may occur. It can reduce the rate of deterioration of a pavement by sealing cracks and preventing the infiltration of water into the pavement and, thereby, delay the need for structural improvements. Hence, a surface treatment can make an indirect contribution to the structural adequacy of the pavement.

If the existing pavement is not structurally sufficient to carry the projected traffic for 3 to 5 years, a surface treatment should not be considered. The pavement should be scheduled for another form of more extensive rehabilitation because surface treatments are not designed to withstand traffic in excess of the capacity of the underlying pavement.

280

(4)Tăng cường khả năng tạo nhám chống trượt. Sử dụng một lớp cấp phối hở chống trượt sẽ giảm được nguy cơ xảy ra sự cố trên mặt đường do thời tiết, có thể giảm được nguy cơ xảy ra hiện tượng màng nước. Cốt liệu trong một lớp xử lý bề mặt đạt tiêu chuẩn có thể trực tiếp tăng cường khả năng chống trượt của mặt đường. Phải kiểm tra cấp phối của lớp xử lý bề mặt để đàm bảo rằng khả năng tạo nhám vẫn được giữ lâu sau khi xây dựng.

(5)Giảm các tác động do thời tiết. Dùng bitum cùng với vật liệu làm mềm bitum rải lên bề mặt mặt đường đã bị oxi hóa sẽ làm giảm quá trình hóa cứng của bề mặt bitum ban đầu. Vật liệu này sẽ làm giảm những lỗ rỗng trên bề mặt mặt đường và ngăn cản sự thâm nhập của nước và không khí có xu hướng làm cứng bitum. Việc sử dụng lớp láng dạng sương và dạng vữa phát huy hiệu quả tốt ờ những đoạn đường thường xảy ra hiện tượng bitum bị oxi hóa và hóa cứng.

(6)Cải thiện vẻ bên ngoài bề mặt. Trong một số trường hợp, vẻ bề ngoài chung của bề mặt áo đường khá lồi lõm do công tác vá sửa đường hay do những hoạt động xây dựng khác. Láng một lớp xứ lý bề mặt là phương pháp đơn giàn và hiệu quả dể khác phục những lồi lõm đó, tạo ra một bề mặt đường bằng phẳng, đồng nhất.

(7)Sự phân định có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Khi nhìn bằng mắt thường sự khác biệt rõ ràng giữa lề đường và mặt đường chính sẽ hỗ trợ người lái xe. Qua nghiên cứu cho thấy khi có sự khác biệt này, người điều khiển phương tiện giao thông sẽ tránh không lái xe lên chỗ tiếp giáp giữa làn xe với lề đường, do vậy sẽ kéo dài tuổi thọ áo đường. Sự khác biệt bề ngoài này với lề đường sẽ làm tăng thêm độ an toàn cho áo đường nói chung.

(8)Về mặt kết cấu. Rải lớp xử lý bề mặt sẽ không thu được lợi ích trực tiếp nào về mặt kết cấu. Xử lý bề mặt nhiều lớp - hai hoặc ba lớp hoặc nhiều hơn - có thể tạo ra một kết cấu nào đó cho mặt đường, tuy nhiên cốt liệu sử dụng không phải là cấp phối đồng nhất để đảm bảo các cốt liệu sẽ xen kẽ nhau, do vậy không thể chống được hiện tượng biến dạng dưới tải trọng nặng trùng phục. Do vậy, một lớp xứ lý bề mặt không thể được xem là một sự cải tạo kết cấu cho áo đường, mặc dù có thể có những cải tạo về kết cấu cho lề đường. Có thể giảm tỷ lệ hư hỏng của mặt đường thông qua việc hàn gắn các vết nứt và ngăn chặn nước xâm nhập vào mặt đường. và do đó trì hoãn yêu cầu phải cải tạo kết cấu. Như vậy. việc xử lý bề mặt có thế hỗ trợ một cách gián tiếp vào tính tương thích kết cấu của áo đường.

Nếu cường độ kết cấu của áo đường hiện tại không chịu được lưu lượng xe dự tính trong khoảng từ 3 đến 5 năm thì không nên xem xét việc áp dụng lớp xử lý bề mặt. Như vậy, cần phải áp dụng một phương pháp cải tạo quy mô hơn cho mặt đường này vì thiết kế không cho phép các lớp xử lý bề mặt phải chịu tải trọng xe vượt quá cường độ kết cấu của áo đường phía dưới.

281

APPENDIX L

(Consult)

Types of Drainage System of the Flexible Pavement Structural Section

L.1 Various Subdrainage Alternatives are available for different design situations. L.2 Some of the more commonly employed drainage alternatives and their successfully applicability in many countries are publicized in this appendix. The designers may choose the appropriate alternative for different design situations and real conditions. L.2.1 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.1 may be applicable when the Pavement consists of a Permeable Base Layer placed immediatly under the asphalt concrete surface layer, slotted longitudinal edgedrain pipe ( with diameter of 80 mm) located in a trench filled with open-graded material, transverse outlet pipes spaced not more than 60 m apart, that carry the water from the edgedrain to the side ditches. The Headwalls are built on the slope of embankment to prevent slope erosion. The permeable base is usually an Asphalt-Treated-Permeable-Base (ATPB) with a minimum permeability value of 0,0035 m/s, or a Cement-Treated-Permeable-Base (CTPB) with a minimum permeability value of 0,0035 m/s.This Permeable Base System is the most complete Subsurface drainage alternative, however it increases the cost of construction. L.2.2 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.2- The permeable base is extended and daylighted to the slope of the side ditch and the trench and pipes are not required. This strstructure is simple but the permeable base should be extended on full width of embankment; therefore it also increases the cost of construction. This design may be applicable where pavement longitudinal grades are flat . When costructing daylighted permeable base systems, care should be taken to prevent reverse flows (i.e., flow of water from the side ditch into the pavement structure). This can be accomplished by ensuring that the bottom of the permeable base is at least 15 cm above the 10-year design flow of the ditch. L.2.3 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.3 may be applicable when a pavement section consists of a nonerodible(impermeable) base (e.g.,a hot mix asphalt base, a lean concrete base, or a cement treated base with high content cement placed immediatly under the asphalt concrete surface layer). The nonerodible base is fitted with longitudinal slotted pipe edgedrains located in a trench. The trench is filled with permeable bacfill material (e.g., sand , gravel). Transverse outlet pipes spaced not more than 80 m (from 60m to 80m ) and connected with longitudinal pipe move the water to the side ditch. L.2.4 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.4 may be applicable as in L.2.3, however the edgedrain trench should be filled with porous concrete. L.2.5 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.5 may be applicable as in L.2.3, but the width of the trench is only 10 cm to 15 cm. The Prefabricated Geocomposite Edgedrains(PGED) with an inside cross-sectional thickness of 1,3 cm to 2,5 cm and a depth of 30 cm to 45 cm should be placed on the side of the trench and the trench should be backfilled with sand. L.2.6 Structure of Subsurface Drainage shown in Figure L.6 may be applicable when the pavement structure consists of a permeable base (porous asphalt concrete or ATPB with thickness of 75 mm or CTPB with thickness of 100 mm); the edgedrain trench is shallow with the width of 30 cm and should be placed in the graded aggregate base, the trench is filled with permeable backfill material. It is necessary to place the headwalls on the slope at the end of the outlet pipes to prevent erosion. L.2.7 The dimensions of the elements of Subdrainage system shall be determined in accordance with hydraulic design (see 5.9.7 ).

282

Phụ lục L

(Tham khảo)

Các bản vẽ cấu tạo hệ thống thoát nước kết cấu áo đường mềm

L.1 Tùy theo các trường hợp thiết kế khác nhau mà áp dụng các phương án cấu tạo hệ thống thoát nước kết cấu áo đường.

L.2 Bản vẽ trong phụ lục này giới thiệu một số cấu tạo hệ thống thoát nước kết cấu áo đường được sử dụng ở các nước có hiệu quả . Tùy theo điều kiện và tình hình thực tế mà người thiết kế chọn lựa cho thích hợp.

L.2.1 Cấu tạo theo Hình L.1 thường được sử dụng khi áo đường có một lớp móng thấm được nước rải ngay dưới tầng mặt bê tông nhựa. Một ống thoát nước dọc đường kính 80 mm, có đục lỗ đặt trong một hào thoát nước đắp bằng vật liệu thấm được nước, cứ cách khoảng 60 m có ống thoát nước ngang dẫn ra tận mép taluy nền và đổ nước thoát ra rãnh biên.

Ở mép taluy có làm tường đầu để bảo vệ, chống xói lở. Lớp móng thấm được nước thường làm bằng bê tông nhựa rỗng (ATPB) có hệ số thấm bằng hoặc lớn hơn 0,0035 m/s, hoặc bằng cấp phối đá gia cố với xi măng rỗng (CTPB) có hệ số thấm bằng hoặc lớn hơn 0,0035 m/s. Đây là một cấu tạo thoát nước khá hoàn thiện và khá đắt tiền.

L.2.2 Cấu tạo theo Hình L.2 – Lớp móng thoát được nước kéo ra tận mái taluy rãnh biên mà không cần phải đào hào đặt các ống thoát nước. Cấu tạo đơn giản, dễ thi công nhưng lớp móng thoát nước phải trải rộng ra cả mặt nền đường cũng làm tăng chi phí khá lớn.

Thường dùng cấu tạo này cho những đoạn đường có dốc dọc rất nhỏ để nước khỏi chảy ngược từ rãnh vào kết cấu áo đường, phải bảo đảm để đáy của lớp móng thấm được nước nằm trên mực nước trong rãnh biên (mực nước tần suất 10%) ít nhất là 15 cm.

L.2.3 Cấu tạo theo Hình L.3. Áp dụng khi kết cấu áo đường có lớp móng không thấm nước (như bê tông nhựa chặt, bê tông nghèo, cấp phối đá gia cố xi măng tỉ lệ cao rải dưới tầng mặt bê tông nhựa).

Lớp móng không thấm nước chỉ rải rộng hơn một ít so với tầng mặt, ráp khít vào hào thoát nước có ống dẫn dọc có đục lỗ. Hào thoát nước được lấp bằng vật liệu thấm được nước như cát, sỏi-cuội. Cách 60 m đến 80 m có một ống thoát nước ngang nối với ống dọc, và dẫn ra mép rãnh biên.

L.2.4 Cấu tạo theo Hình L.4. Áp dụng như ở Điều L.2.3, nhưng hào được lấp bằng bê tông rỗng.

L.2.5 Cấu tạo theo Hình L.5. Áp dụng như ở Điều L.2.3 nhưng hào chỉ rộng từ 10 cm đến 15 cm, được lấp bằng cát và ở tường hào có đặt cấu tạo tổ hợp thấm nước chế tạo sẵn bằng lõi và vài địa kỹ thuật có chiều cao từ 30 cm đến 45 cm, rộng từ 1,3 cm đến 2,5 cm.

L.2.6 Cấu tạo theo Hình L.6. Áp dụng khi có lớp móng thấm được nước bằng bê tông nhựa rỗng hay đá dăm đen rỗng (ATPB) dày 75 mm, hoặc bằng cấp phối đá gia cố xi măng rỗng (CTPB) dày 100 mm; hào để đặt ống dọc thoát nước chỉ cần đào nông, nằm trong phạm vi lớp móng cấp phối đá dăm, và hào rộng 30 cm lấp bằng vật liệu thấm nước. Cuối mỗi ống ngang thoát nước, nơi tiếp giáp với mái taluy phải được lát đá, hay tấm bê tông để tránh xói lở.

L.2.7 Các kích thước của các bộ phận hệ thống thoát nước dưới mặt đường bê tông nhựa được chọn theo tính toán thủy lực ở Điều 5.9.7 của tiêu chuẩn này.

283

NOTES

(1) – The permeable base is an Asphalt-Treated-Permeable-Base (ATPB), with permeability coefficient k ≥ 0,0035 m/s,or a Cement-Treated-Permeable-Base (CTPB) with k ≥ 0,0035 m/s; the bitumen content is about 3% for ATPB; the cement content is 140 kg/m3 for CTPB. The thickness of ATPB is about 7,5 cm; the thickness of CTPB is about 10 cm. (2) – Edgedrain longitudinal slotted pipes should have a diameter of 80mm; transverse outlet pipes should be placed in spacing of 60 m, that carry the water to the slope of side ditch. (3) - The seperator layer is an impermeable layer ( e.g., dense asphalt concrete, lean concrete, cement treated graded aggregate with high cement content (6%- 8%), and with k ≤ 5,2 x 10-5 m/s.

Figure L.1 – Permeable base system with edgedrains.

Structure of Subsurface Drainage

Dimensions: mm

284

CHÚ DẪN:

(1) - Lớp móng thấm được nước thường làm bằng bê tông nhựa rỗng (ATPB) có hệ số thấm k ≥ 0,0035 m/s, hoặc bằng cấp phối đá gia cố xi măng rỗng (CTPB) có hệ số thấm k ≥ 0,0035 m/s; dùng hàm lượng nhựa đặc khoảng 3 % khối lượng cốt liệu khô cho ATPB; Đối với CTPB cần có lượng xi măng bằng 140 kg/m3. Chiều dày của các lớp này nên lấy khoảng 7,5 cm cho ATPB và 10 cm cho CTPB. (2) - Ống thoát nước dọc đường kính 80 mm, có đục lỗ, cứ cách khoảng 60 m có ống thoát nước ngang dẫn ra tận mép ta luy nền. (3) - Lớp phân cách là lớp không thấm nước (như bê tông nhựa chặt, bê tông nghèo, cấp phối đá gia cố xi măng tỉ lệ cao (6 % ÷ 8 %)), có hệ số thấm k ≤ 5,2 x 10-5 m/s.

Hình L.1 - Cấu tạo thoát nước dưới lớp mặt đường bê tông nhựa

khi lớp móng thấm được nước Cấu tạo thoát nước áo đường

Kích thước mm, (vẽ không theo tỷ lệ)

285

Figure L.2 – Daylighted permeable base system

NOTES::

(4) - A nonerodible (impermeable) base (e.g.,a hot mix asphalt base, a lean concrete base, or a cement treated base with high content cement laid under the asphalt concrete surface layer) is fitted with longitudinal slotted pipe edgedrains located in a trench. In spacing of 60 m to 80 m transverse outlet pipes connected with longitudinal pipe move the water to the side ditch.

Figure L.3 Nonerodible base with pipe edgedrains

Stucture of Subsurface Drainage Dimensions: mm.

286

Hình L.2 - Thoát nước dưới lớp mặt đường bê tông nhựa khi lớp móng thấm được nước ra tận ta luy nền đường

CHÚ DẪN:

(1) - Lớp móng không thấm nước (như bê tông nhựa chặt, bê tông nghèo, cấp phối đá gia cố xi măng tỉ lệ cao (6 % ÷ 8 %)) rải ráp khít vào hào thoát nước có ống thoát nước dọc có đục lỗ. Cách 60 m đến 80 m có ống thoát nước ngang nối vào ống dọc

dẫn ra mép rãnh biên.

Hình L.3 - Cấu tạo thoát nước dưới lớp mặt đường khi lớp móng không thấm nước

Cấu tạo thoát nước áo đường Kích thước mm, (vẽ không theo tỷ lệ)

287

Figure L.4 – Nonerodible base with porous concrete for backfill material

Figure L.5 – Recommended installation for Prefabricated Geocomposite Edgedrains (PGED)

Structure of Subsurface Drainage

Dimensions: mm.

288

Hình L.4 - Cấu tạo thoát nước dưới lớp mặt đường khi lớp móng không thấm nước –

hào thoát nước lấp bằng bê tông rỗng

Hình L.5 - Lắp đặt cấu tạo tổ hợp thấm nước chế tạo sẵn bằng vải địa kỹ thuật ở hào thoát nước cạnh tầng mặt bê tông nhựa

Cấu tạo thoát nước áo đường Kích thước mm, (vẽ không theo tỷ lệ)

289

NOTE:

1. When the longitudinal grade of the pavement i ≥ 4 %, transverse outlet pipes should be spaced 150 m.

Detail A

Figure L.6 – Permeable base system with edgedrain; The trench is shallow.

Structure of Subsurface Drainage

Dimensions: mm.

290

CHÚ DẪN:

(1). Khi dốc dọc đường i ≥ 4 %, ống ngang đặt cách nhau 150 m.

Chi tiết A

Hình L.6 - Cấu tạo thoát nước lớp mặt đường bê tông nhựa khi lớp móng thấm được nước (TPB) – đặt hào nông để đặt ống

Cấu tạo thoát nước áo đường

Kích thước mm, (vẽ không theo tỷ lệ)

291

APPENDIX M

(Consult)

Discussion of Published Relationships Between CBR and Modulus of Resilience (MR)

It is recognized that the equipment for performing the resilient modulus test may not be available for some time. Therefore, suitable factors are reported which can be used to estimate MR from standard CBR. The development of these factors is based on state of the knowledge correlation:

1. Heukelom and Klomp have reported correlations between the US Corps of Engineers CBR value, using dynamic compaction is given by the following relationship:

MR = 1500 CBR, psi = 10,34 CBR, MPa

The data from which this correlation were developed ranged from 750 to 3,000 times CBR. This relationship has been used extensively by design agencies and researchers and is considered reasonable for fine grained soil with a soaked CBR of 10 or less.

2. Powell, W.D, (Transport Research Laboratory) has given in 1984 following relationship between the CBR values and the modulus of soil:

E0 = 17,6 (CBR)0,64 ,MPa (1MPa = 145 psi)

The values of roadbed soil Modulus computed by Powell’s formula is less than those computed by Heukelom’s formula

3. Carl Bro Intern. a/s has given the relationship between the CBR values and the Resilient Modulus of Roadbed soil as follows:

MR = 4(CBR) +10, MPa

The values of roadbed soil Modulus computed by Carl Bro is even more less than those computed by Heukelom’s formula.

4. In the Chinese Specification for design of highway asphalt pavement (JTJ014-97) the following relationship between the CBR values and the modulus of soil have been established: (see next pages)

292

Phụ lục M

(Tham khảo)

Mối quan hệ giữa CBR và MR đã được công bố

Cần thừa nhận rằng thiết bị để tiến hành thí nghiệm modun đàn hồi đất nền đường có thể không luôn có sẵn. Vì vậy, sẽ rất thuận tiện nếu có thể sử dụng tài liệu sẵn có để xác định MR từ trị số CBR tiêu chuẩn. Hiện nay có thể nêu lên một số công thức thể hiện quan hệ giữa MR và trị số CBR đã được công bố để các kỹ sư thiết kế tham khảo:

1. Hai ông Heukelom và Klomp có một báo cáo về các quan hệ giữa giá trị CBR (khi sử dụng đầm nén động để tạo mẫu) với MR như sau:

MR = 1500 CBR, psi = 10,34 CBR, MPa

Các số liệu mà dựa trên đó mối quan hệ này được thiết lập là trong khoảng (750 ÷ 3000) x CBR, psi. Quan hệ này được các hãng thiết kế và những nhà nghiên cứu sử dụng nhiều và đã được xem là hợp lý đối với đất hạt mịn có trị số CBR ≤ 10% trong điều kiện ngâm nước.

2. W.D Powell (Phòng thí nghiệm nghiên cứu đường bộ) năm 1984 đã đưa ra quan hệ giữa giá trị CBR và modun đàn hồi của đất theo quan hệ sau:

E0 = 17,6 (CBR)0,64 ,MPa ;

Trị số MR của nền đất tính theo công thức của Powell thì nhỏ thua công thức tính toán của HeuKelom

3. Carlbro Inter a/s đã đưa ra quan hệ giữa các giá trị CBR và modun đàn hồi của đất nền như sau:

MR = 4(CBR) +10, MPa

Các giá trị của modun đất nền tính theo Carlbro nhỏ hơn nhiều so với kết quả tính theo công thức của Heukelom.

4. Trong tiêu chuẩn kỹ thuật của Trung Quốc cho thiết kế mặt đường bê tông asphalt (JTJ 014 - 97), quan hệ giữa giá trị CBR và mô đun của đất được xác lập theo các quan hệ sau đây:

293

Table M.1- Relationship between the CBR values and the modulus of soil Eo, (MPa)

No Type of Soil Relationships Number of Tests (n)

Correlation Coefficient (r)

1 Red Clay Soil Quang Xi (in site) E0=15.55(CBR)0.582 44 0.792 2 Red Clay Soil Quang Xi (in laboratory) E0=5.651(CBR)0,891 55 0.930 3 Swelled Soil Quang Xi (in site) E0=16.71(CBR)0,58 17 0.830 4 Swelled Soil Quang Xi (in site after 1 year) E0=17.62(CBR)0,50 29 0.780 5 Swelled Soil Quang Xi (in laboratory) E0=9.18(CBR)0,741 41 0.877 6 Clay Soil along “Black Dragon” River (in site) E0=7.4(CBR)0,773 20 0.746 7 Clay Soil along “Black Dragon” River (in laboratory) E0=7.954(CBR)0,739 21 0.901 8 Loess Shangxi (in site) E0=13.0(CBR)0,42 40 0.620 9 Loess Shangxi (in laboratory) E0=1.6(CBR)1.12 66 0.960 10 Clay Soil ShangHai (in laboratory) E0=15.86(CBR)0.59 17 0.853 11 Clay Soil ShangHai (satured in laboratory) E0=7.9(CBR)0,91 17 0.871 12 Clay Soil NeiM«ng (in laboratory) E0=7.03(CBR)0.872 38 0.978 13 Clay Soil Shonyang (in site) E0=7.27(CBR)0.823 20 0.930 14 Clay Soil of one State of USA E0=13.4(CBR)0,688 - - 15 Clay Soil Monaco E0=8,90(CBR)0,85 - -

NOTE:

E0 in MPa (1MPa = 145 psi)

294

Bảng M.1- Quan hệ giữa giá trị CBR và modun của đất Eo, (MPa)

Số TT Loại đất Quan hệ SL TN (n) HS TQ (r) 1 Đất sét đỏ Quảng Tây (ở hiện trường) E0=15.55(CBR)0.582 44 0.792 2 Đất sét đỏ Quảng Tây (phòng TN) E0=5.651(CBR)0,891 55 0.930

3 Đất trương nở Quảng Tây (hiện trường) E0=16.71(CBR)0,58 17 0.830 4 Đất trương nở Quảng Tây (ở hiện trường sau 1 năm) E0=17.62(CBR)0,50 29 0.780 5 Đất trương nở Quảng Tây (phòng TN) E0=9.18(CBR)0,741 41 0.877 6 Đất sét dọc theo sông "Hắc Long" (ở hiện trường) E0=7.4(CBR)0,773 20 0.746 7 Đất sét dọc theo sông "Hắc Long" (ở phòng thí nghiệm) E0=7.954(CBR)0,739 21 0.901 8 Hoàng thổ Thiểm Tây (ở hiện trường) E0=13.0(CBR)0,42 40 0.620 9 Hoàng thổ Thiểm Tây (trong phòng TN) E0=1.6(CBR)1.12 66 0.960 10 Đất sét Thượng Hải (trong phòng TN) E0=15.86(CBR)0.59 17 0.853 11 Đất sét Thượng Hải (bão hoà trong phòng TN) E0=7.9(CBR)0,91 17 0.871 12 Đất sét Nội mông(trong phòng TN) E0=7.03(CBR)0.872 38 0.978 13 Đất sét Shonyang (ở hiện trường) E0=7.27(CBR)0.823 20 0.930 14 Đất sét của một bang của Mỹ E0=13.4(CBR)0,688 - - 15 Đất sét Monaco E0=8,90(CBR)0,85 - -

CHÚ THÍCH:

E0 tính theo MPa (1MPa = 145 psi)

295

Table M.2 - Resilient Modulus of Roadbed Soil from Different Relationships MR = f(CBR), MPa

No Relationships Values of CBR 5 6 7 8 9 10

1 Mr = 1500 CBR, (psi) = 10,34 CBR, (MPa) (Heukelom and Klomp) 52 62 72 83 93 104

2 Mr = 17,6 (CBR)0,64, (MPa)

(Powell W.D - TRRL) 49 55 61 67 72 77

3 Mr = 4 (CBR) + 10,(MPa) (Carlbro Int.a/s) 30 34 38 42 46 50 4 Mr = 8,9 (CBR)0,85 ,(MPa) (Monaco) 35 41 47 52 58 63

5 Mr = 13,4 (CBR)0,688 ,(MPa)

(one State of USA) 41 46 51 56 61 65

6 Mr = 15,55 (CBR)0,582 ,(MPa)

(Red Clay soil QuangXi – China) 40 44 48 52 56 59

7 Mr = 16,71 (CBR)0,58 ,(MPa)

(Swelled-soil QuangXi – China) 43 47 52 56 60 64

8 Mr = 15,86 (CBR)0,59 ,(MPa)

(Clay soil ShangHai – China) 41 46 50 54 58 62

9 Mr = 1000 (CBR), (psi) = 6,9 CBR, MPa 35 41 48 55 62 69

NOTE:

Presently, some design agencies and ASSHTO admit that the formula of Heukelom and Klomp with 1 CBR = 1,500 psi is too high, so it is advisable to use the Graph, Figure 3.2B, in Chapter 3, to convert CBR into MR of roadbed soil.

When the leading Institutes of Science and Technology Vietnam, are equipped with relevant equipment (with T 292 and T 294), then research can be performed to establish the relationship between MR and CBR with respect to the Vietnamese soil types in a reasonable and scientific way.

296

Bảng M.2 - Mô đun đàn hồi của đất nền được xác định từ các quan hệ khác nhau MR = f(CBR), MPa

Số TT Các quan hệ Giá trị CBR 5 6 7 8 9 10

1 Mr = 1500 CBR, (psi) = 10,34 CBR, (MPa) (Heukelom và Klomp) 52 62 72 83 93 104

2 Mr = 17,6 (CBR)0,64, (MPa)

(Powell W.D - TRRL) 49 55 61 67 72 77

3 Mr = 4 (CBR) + 10,(MPa) (Carlbro Int.a/s) 30 34 38 42 46 50 4 Mr = 8,9 (CBR)0,85 ,(MPa) (Monaco) 35 41 47 52 58 63

5 Mr = 13,4 (CBR)0,688 ,(MPa)

(ở một bang của Mỹ) 41 46 51 56 61 65

6 Mr = 15,55 (CBR)0,582 ,(MPa)

(Đất sét đỏ Quang Tây - Trung Quốc) 40 44 48 52 56 59

7 Mr = 16,71 (CBR)0,58 ,(MPa)

(Đất trương nở Quảng Tây Trung Quốc) 43 47 52 56 60 64

8 Mr = 15,86 (CBR)0,59 ,(MPa)

(Đất sét Thượng Hải, Trung Quốc) 41 46 50 54 58 62

9 Mr = 1000 (CBR), (psi) = 6,9 CBR, MPa 35 41 48 55 62 69

CHÚ THÍCH:

Hiện nay, một số hãng thiết kế và ngay cả AASHTO cũng có nhận xét là công thức HeuKelom và Klomp với 1 CBR = 1500 psi là hơi lớn, nên trong Tiêu chuẩn này đề nghị dùng toán đồ Hình 6 ở Điều 6 để đổi CBR ra MR của đất nền đường.

Khi các viện KHCN đầu ngành của ta có các thiết bị thích hợp (với AASHTO - T292 và AASHTO - T294), sẽ tiến hành các nghiên cứu để lập nên các quan hệ giữa MR và CBR đối với các loại đất ở nước ta một các khoa học và hợp lý

hơn.

297

Appendix N

(Referential)

Instructions to specify season period (according to rainfall) in regions of Vietnam in order to estimate effective roadbed soil resilient modulus MR

N.1 To establish table 11 in clause 6.4.7.2 of this specification, it is necessary to define seasons in various regions and to specify appropriate time to measure MR.

N2. The following table N.1 is only for reference purposes and covers large regions, it is suggested that the designer has to carry out site surveys and investigations, contact the local meteorological stations to obtain and update the data in order to specify more accurately the time required to measured MR, especially the current climate change has altered rules and data collected for recent decades.

The table N1 is based on the data collected for 20 years to 50 years in the document “Vietnam Climate”, published by Science and Technology Publisher, Vietnam and other relevant documents.

298

Phụ lục N

(Tham khảo)

Hướng dẫn xác định thời đoạn các mùa trong năm (theo tình hình mưa) tại các vùng ở Việt Nam, dùng trong khi tiến hành xác định Mô đun đàn hồi hữu hiệu MR của đất nền đường

N1 Để lập Bảng 11 ở 6.4.7.2 trong Tiêu chuẩn này cần xác định thời đoạn các mùa trong năm ở các vùng khác nhau và thời điểm nên tiến hành đo MR của đất nền đường.

N.2 Bảng N.1 dưới đây chỉ có tính chất hướng dẫn, tham khảo và dùng cho một vùng rộng, người thiết kế cần phải khảo sát, nghiên cứu thực địa, liên hệ với các trạm khí tượng địa phương để thu thập và cập nhật các số liệu để xác định chính xác hơn thời đoạn và thời điểm cần tiến hành đo MR của đất nền đường, nhất là hiện nay sự biến đổi khí hậu đã làm thay đổi khá nhiều các quy luật và các số liệu đã thu thập hàng mấy chục năm qua.

Khi lập Bảng N.1 đã căn cứ vào các số liệu đã được thu thập từ trên 20 năm đến 50 năm trong sách “Khí hậu Việt Nam” do Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phát hành, và một số tài liệu liên quan khác.

299

Table N 1 - Season period (according to rainfall) in regions and suggested time to measure MR

Region Dry season Transition Rainy season Transition

A B C A B C A B C A B C

Northern mountainous provinces, Northern Delta, Thanh Hoa

Dec –

Mar

4 Early Feb

Apr –

May

2 Early May

Jun –

Sept

4 End Aug

Oct –

Nov

2 Early Nov

Nghe An to Quang Binh

Feb –

May

4 Early Apr

Jun - Jul

2 End Jun

Aug –

Nov

4 End Oct

Dec –

Jan

2 Early Jan

Quang Tri to Binh Dinh & Hoang Sa

Mar - Jun

4 End Apr

Jun - Aug

2 Early Aug

Sept -

Dec

4 Mid Nov

Jan - Feb

2 Early Feb

Phu Yen to Khanh Hoa & Truong sa

Jan –

Aug

8 End Apr

- 0 - Sept -

Dec

4 Early Dec

- 0 -

Ninh Thuan & Binh Thuan

Dec –

Aug

9 Early Feb

- 0 - Sept -

Nov

3 Early Nov

- 0 -

South East & South West provinces

Jan –

Mar

3 End Feb

Apr –

May

2 Early May

Jun –

Oct

5 Mid Sept

Nov –

Dec

2 Mid Dec

Provinces in the central highlands

Dec –

Mar

4 Mid Feb

Apr –

May

2 Early May

Jun –

Sept

4 End Aug

Oct –

Nov

2 End Oct

LEGEND : A = From Month to Month; B = Duration (months); C = Suggested time to measure MR

NOTES:

1) The transition time has two months, the last month of dry season and the first month of rainy season or vice versa. As a result, the six month period of dry and rainy seasons is reduced by two months, except two regions are considered that there is no transition time.

2) Measuring MR should carry out at the suggested time in the table N.1, do not carry out at the beginning of dry season nor rainy season. Depending on specific location and conditions, the time of measuring MR can shift within two weeks in comparison to the suggested time.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

300

Bảng N.1- Thời đoạn các mùa trong năm (theo tình hình mưa) ở các vùng và thời điểm nên đo MR đất nền đường

Các vùng Mùa khô Chuyển mùa Mùa mưa Chuyển mùa

A B C A B C A B C A B C

Các tỉnh Miền Núi phía Bắc, Đồng bằng Bắc bộ, Thanh hóa

12– 3

4 Đầu tháng

2

4 – 5 2 Đầu tháng

5

6 – 9

4 Cuối tháng

8

10 – 11

2 Đầu tháng

11

Nghệ An đến Quảng Bình

2 – 5 4 Đầu thg.4

6 - 7

2 Cuối thg. 6

8 – 11

4 Cuối thg. 10

12 – 1

2 Đầu thg. 1

Quảng Trị đến Biình Định & Hoàng Sa

3 - 6 4 Cuối thg.4

7 - 8 2 Đầu thg.8

9 - 12

4 Giữa thg.11

1 - 2 2 Đầu thg. 2

Phú Yên đến Khánh Hòa & Trường sa

1 – 8 8 Cuối thg.4

- 0 - 9 - 12

4 Đầu thg.12

- 0 -

Ninh Thuận & Bình Thuận

12 – 8

9 Đầu thg. 2

- 0 - 9 - 11

3 Đầu thg.11

- 0 -

Các tỉnh Đông Nam bộ, Tây Nam bộ

1 – 3 3 Cuối thg,2

4– 5 2 Đầu thg.5

6 – 10

5 Giữa thg.9

11 – 12

2 Giữa thg.12

Các tỉnh ở Tây nguyên

12 – 3

4 Giữa thg.2

4 – 5 2 Đầu thg.5

6 – 9 4 Cuối thg.8

10– 11

2 Cuối thg.10

CHÚ DẪN : A = Từ tháng đến Tháng; B = Số tháng (n)); C = Thời điểm đo MR

CHÚ THÍCH:

1)Thời kỳ Chuyển mùa lấy bằng 2 tháng gồm 1 tháng cuối của mùa khô và 1 thàng đầu của mùa mưa, hoặc 1 tháng cuối của mùa mưa và 1 thàng đầu của mùa khô; vì thế 6 tháng mùa khô cũng như 6 tháng của mùa mưa đã bị trừ đi 2 tháng; ngoại trừ có hai vùng được xem như không có thời kỳ chuyển mùa .

2) Thời điểm nên tiến hành đo MR của đất nền đường không được chọn tháng bắt đầu mùa mưa hoặc bắt đầu mùa khô, mà nên chọn như trong Bảng N.1 này. Tùy vùng cụ thể và điều kiện cụ thể có thể xê dịch khoảng 2 tuần so với thời điểm khuyến nghị.

301