BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
NGUYỄN NHƯ HẢI
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG TÍNH CHẤT CỦA BITUM
ĐẾN MÔ ĐUN ĐỘNG CỦA BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở
VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội, 5 – 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
---------------------------------
NGUYỄN NHƯ HẢI
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG TÍNH CHẤT CỦA BITUM
ĐẾN MÔ ĐUN ĐỘNG CỦA BÊ TÔNG
NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM
Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 9580205
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS Nguyễn Quang Phúc
Nam và một loại bitum (35/50) của Pháp. Ngoài ra, TS. Lân cũng đã cung cấp cho NCS
nhiều tài liệu có giá trị cho đề tài nghiên cứu này.
NCS cũng xin gửi lời cảm ơn đến Phòng thí nghiệm trọng điểm LasXD 1256, phòng thí
nghiệm Vật liệu xây dựng – Bộ môn Vật liệu xây dựng – Khoa Kỹ thuật Xây dựng,
Trường Đại học GTVT đã nhiệt tình hỗ trợ NCS tiến hành các thí nghiệm trong phòng.
Xin cảm ơn đến Ban Giám hiệu trường Đại học GTVT, phòng đào tạo sau đại học và Bộ
môn Đường Bộ đã luôn ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi cho NCS trong quá trình học
tập và nghiên cứu.
Cảm ơn người bạn đời thân thiết nhất của NCS cùng các người thân trong gia đình đã
luôn ủng hộ NCS cả về vật chất và tinh thần giúp cho NCS vượt qua được những khó
khăn trong suốt chặng đường làm nghiên cứu của mình.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2019
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Như Hải
i
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................... xiii
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1
Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
2
7
1.1.2 Các tính chất của bitum .................................................................................. 8
1.2 Mô đun cắt động (Dynamic shear modulus) của bitum (|G*|)............................ 9
1.2.1 Mô đun cắt động của bitum ................................................................................. 9
1.2.2 Phương pháp xác định mô đun cắt độngcủa bitum ............................................. 9
1.2.2.1
Xác định |G*| bằng thiết bị DSR ..................................................... 9
1.2.2.2
Xác định |G*| bằng thiết bị DMA .................................................. 11
1.2.3 Các nghiên cứu về mô đun cắt động và góc pha của bitum .............................. 14
1.2.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới về mô đun cắt động và góc pha của bitum .... 14
1.2.3.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam về tính chất của bitum ..................................... 16
1.2.4 Các mô hình xây dựng đường cong chủ (Master curve) của mô đun cắt động và
góc pha (δb) của bitum ............................................................................................... 17
ii
1.2.5 Phương pháp và nguyên lý xây dựng đường cong chủ của |G*| và góc pha
(δb) 17
1.3 Bê tông nhựa ...................................................................................................... 18
1.4 Mô đun phức động của bê tông nhựa ................................................................ 19
1.4.1 Mô đun phức của bê tông nhựa .................................................................... 19
1.4.2 Mô đun động của bê tông nhựa .................................................................... 20
1.4.3 Phương pháp xác định mô đun động của bê tông nhựa................................ 20
Các nghiên cứu lý thuyết liên quan tới mô đun cắt động của bitum
và mô đun động của bê tông nhựa .......................................................................... 34
1.8.2.2
Nghiên cứu thực nghiệm ................................................................ 35
1.8.2.3
Ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận án để phân tích một số
phương án kết cấu mặt đường ở Việt Nam theo phương pháp cơ học thực
nghiệm
35
1.8.3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 35
1.8.3.1
Nghiên cứu thực nghiệm và mô hình hóa mô đun cắt độngcủa các
loại bitum ở Việt Nam ............................................................................................. 35
1.8.3.2
Nghiên cứu mối quan hệ giữa mô đun cắt động của bitum và mô đun
động của bê tông nhựa chặt ở Việt Nam. ................................................................ 36
1.8.3.3
iv
2.4.1.2
Nhóm các mô hình cơ học ............................................................. 46
Mô hình Huet ................................................................................................ 48
Mô hình Huet-Sayegh ................................................................................... 48
Mô hình 2S2P1D .......................................................................................... 49
2.4.1.3
Lựa chọn mô hình để xây dựng Master curve (đường cong chủ) . 50
2.4.2 Xây dựng đường cong chủ của mô đun cắt động và góc pha cho các loại bitum
ở Việt Nam theo mô hình 2S2P1D .......................................................................... 50
2.4.2.1
Xác định các thông số của mô hình 2S2P1D ................................ 50
2.4.2.2
Đánh giá chất lượng của mô hình dự báo ..................................... 51
2.4.2.3
Xây dựng đường cong chủ của mô đun cắt động và góc pha cho các
loại bitum ở Việt Nam theo mô hình 2S2P1D ......................................................... 53
2.4.2.4
3.1.1.
Lựa chọn vật liệu bitum ................................................................................ 64
3.1.1.1. Đề xuất các loại bitum sử dụng trong nghiên cứu ....................................... 64
3.1.1.2. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bitum .............................................. 64
3.1.2.
Lựa chọn cốt liệu và cấp phối thiết kế bê tông nhựa.................................... 64
v
3.1.2.1. Lựa chọn cốt liệu và bột khoáng .................................................................. 64
3.1.2.2. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu ........................................................ 65
3.1.2.3. Lựa chọn cấp phối thiết kế hỗn hợp ............................................................. 67
3.1.3.
Thiết kế bê tông nhựa ................................................................................... 72
3.2. Thiết kế quy hoạch thí nghiệm ........................................................................... 74
3.2.1.
Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp truyền thống và phương pháp
Taguchi 74
3.2.1.1. Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp giai thừa. ...................................... 74
3.2.1.2. Thiết kế thí nghiệm theo phương pháp Taguchi ........................................... 75
3.2.2.
Áp dụng phương pháp Taguchi để thiết kế thiết kế thí nghiệm .................... 77
3.4.1.2. Thí nghiệm xác định mô đun động ............................................................... 87
vi
Tiêu chuẩn áp dụng ...................................................................................... 87
Xác định phạm vi nhiệt độ và tần số trong thí nghiệm |E*| ......................... 87
Xác định mức ứng suất và số chu kỳ tác dụng của tải trọng ........................ 87
Tóm tắt phương pháp thí nghiệm ................................................................. 88
3.5. Xây dựng đường cong chủ (Master curve) của mô đun động |E*| ................... 89
3.6. Phương trình dự báo mô đun động cho bê tông nhựa chặt ở Việt Nam ........... 92
3.6.1.
Đề xuất các hệ số cho các mô hình dự báo mô đun động của bê tông nhựa
chặt ở Việt Nam .......................................................................................................... 92
3.6.2.
Phương trình dự báo mô đun động cho bê tông nhựa chặt ở Việt Nam ...... 94
3.6.2.1. Dự báo mô đun động cho BTNC ở Việt Nam theo mô hình Witczak ban
đầu 94
3.6.2.2. Dự báo mô đun động cho BTNC ở Việt Nam theo mô hình Witczak cải
tiến 94
3.6.2.3. Dự báo mô đun động cho BTNC ở Việt Nam theo mô hình Hirsch ............. 95
3.7. So sánh kết quả dự báo trước và sau khi hiệu chỉnh các hệ số trong các mô hình
theo điều kiện Việt Nam ............................................................................................. 95
3.8. So sánh các mô hình dự báo mô đun động của Hoa Kỳ với mô hình dự báo mô
đun động của Việt Nam .............................................................................................. 98
3.9. Kết luận chương 3 ........................................................................................... 101
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ ĐUN ĐỘNG CỦA BÊ
Phân tích ứng xử của thiết kế thử và điều chỉnh thiết kế thử ......109
4.1.2.3.
Xác định thiết kế khả thi ..............................................................109
4.1.2.4.
Các hệ số kiểm định.....................................................................110
4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mô đun động tới đặc trưng khai thác của kết cấu mặt
đường mềm tại một dự án ở Việt Nam ..................................................................... 110
4.2.1.
Đặc trưng khai thác của kết cấu mặt đường mềm ...................................... 110
4.2.1.1. Hư hỏng mỏi (nứt mỏi) của mặt đường bê tông nhựa trong khai thác ...... 110
4.2.1.2. Hư hỏng dạng hằn lún vệt bánh xe ............................................................. 111
4.2.1.3. Nứt Nhiệt ..................................................................................................... 111
4.2.1.4. Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index) ................. 111
4.2.2.
Các thông số đầu vào sử dụng để phân tích ứng xử của kết cấu theo phương
pháp cơ học thực nghiệm ......................................................................................... 112
4.2.1.1.
Dữ liệu giao thông .......................................................................112
4.2.1.2.
4.3. Kết luận chương 4 ........................................................................................... 128
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 130
1. Những đóng góp về mặt khoa học ................................................................ 130
2. Những đóng góp về mặt thực tiễn ................................................................ 131
3. Hạn chế ........................................................................................................ 131
4. Kiến nghị ..................................................................................................... 132
5. Hướng nghiên cứu tiếp theo ......................................................................... 132
viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
AADT
BTN
Annual average daily traffic/Giá trị trung bình giao thông hàng
ngày theo hàng năm
Bê tông nhựa
BKHCN
Bộ khoa học và công nghệ
BGTVT
Bộ giao thông vận tải
BTNC
AI
Asphalt Institute (Viện asphalt)
ASTM
American Society of Testing Materials (Hiệp hội thí nghiệm vật liệu
Hoa Kỳ )
Indirect Tensile Test (Thí nghiệm kéo gián tiếp)
ITT
LCPC
ME
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (Phòng thí nghiệm trung
tâm Đường và Cầu)
Mechanical - Empirical (Cơ - thực nghiệm)
ME PDG
(DARWin-ME)
NCAT
NCHRP
Nf
Nf50
SHRP
Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide
(Hướng dẫn thiết kế mặt đường theo Cơ học thực
nghiệm)
The National Center for Asphalt Technology (Trung tâm công nghệ
Gmm
Maximum specific gravity (Tỷ trọng lớn nhất)
Gmm
Gsa
Gsb
Gse
Theoretical maximum specific gravity
(tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp bê tông asphalt)
Tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt liệu
Average Aggregate Specific Gravity (tỷ trọng khối của hỗn hợp
cốt liệu)
Tỷ trọng có hiệu của hỗn hợp cốt liệu
E1
Complex modulus of asphalt hot mixture (Mô đun phức của bê
tông nhựa
Dynamic modulus of asphalt hot mixture (Mô đun động của bê
tông nhựa
Thành phần thực của mô đun động
E2
Thành phẩn ảo của mô đun động
f
Dynamic shear modulus of bitumen (Mô đun cắt động của
bitum).
Hot mix asphalt (hỗn hợp bê tông nhựa nóng, gọi tắt là BTN)
Pb
Total asphalt binder content (% bi tum theo khối lượng hỗn hợp)
E*
|E*|
fc
|G*|
x
Pba
Hàm lượng bi tum hấp phụ, % khối lượng của hỗn hợp cốt liệu
Pbe
Ps
Hàm lượng bi tum có hiệu, % khối lượng của hỗn hợp bê tông
asphalt
% khối lượng của tổng khối lượng hỗn hợp ở trạng thái rời
(Pmm= 100)
Tỷ lệ cốt liệu theo % tổng khối lượng hỗn hợp bê tông asphalt
xi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý cơ bản của các loại bitum ..........................................42
Bảng 2.2: Các hằng số C1, C2 và các thông số của mô hình 2S2P1D ..........................51
Bảng 2.3: Tiêu chuẩn đánh mức độ dự báo của mô hình 2S2P1D [43] ........................52
Bảng 2.4: Đánh giá mức độ dự báo của mô hình 2S2P1D theo tiêu chuẩn thống kê ...52
Bảng 2.5: Giá trị G*/sinδ của các loại bitum ở các nhiệt độ khác nhau .......................56
Bảng 2.6: Giá trị của |G*|, góc pha(δb) và độ nhớt (η) của các loại bitum....................60
Bảng 3.1: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý và độ dính bám của đá Bazan ..........................65
Bảng 3.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý và độ dính bám của đá Granit ..........................66
Bảng 3.3: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý và độ dính bám của đá Vôi...............................66
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu cơ lý của bột khoáng và cường độ đá gốc ................................67
Bảng 3.5: Các cấp phối đề xuất trong nghiên cứu.........................................................71
Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả thiết kế BTNC12.5 ...........................................................73
Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả thiết kế BTNC19 ..............................................................74
Bảng 3.8: Ví dụ về thiết kế thực nghiệm mảng trực giao L8(2^7)................................76
Bảng 3.9: Số lượng mẫu quy hoạch cho BTNC12.5 .....................................................78
Bảng 3.10: Số lượng mẫu quy hoạch cho BTNC19 ......................................................78
Bảng 3.11: Các thông số đầu vào sử dụng để phân tích độ nhạy..................................83
Bảng 3.13: Các mức độ ứng suất động tùy theo nhiệt độ thí nghiệm điển hình ...........88
Bảng 3.14: Số các chu kỳ thí nghiệm tùy theo các giá trị của tần số khác nhau [68] ...88
Bảng 3.15: Thời gian duy trì mẫu thí nghiệm ở các nhiệt độ khác nhau [68] ...............88
Bảng 3.16: Các thông số của đường cong chủ và các thông số thống kê tương ứng ....91
Bảng 3.17: Các nhiệt độ và tần số áp dụng trong kiểm định các mô hình dự báo ........93
Bảng 3.18: Các hệ số trong mô hình Witczak ban đầu trước và sau khi hiệu chỉnh .....94
Bảng 3.19: Các hệ số trong mô hình Witczak cải tiến trước và sau khi hiệu chỉnh ......94
Bảng 3.20: Các hệ số trong mô hình Hirsch trước và sau khi hiệu chỉnh .....................94
Bảng 3.21: Tổng hợp các thông số đầu vào sử dụng để dự báo |E*| .............................96
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Các giai đoạn biến dạng của bitum phụ thuộc vào tải trọng tác dụng [56]. ....8
Hình 1.2: Nguyên Lý thí nghiệm cắt động ....................................................................10
Hình 1.3: Sự trễ pha giữa ứng suất và biến dạng trong thí nghiệm DSR [47] ..............10
Hình 1.4: Hai thành phần của mô đun cắt động |G*| của bitum [76] ............................10
Hình 1.5: Thiết bị thí nghiệm MetraviB tại IFSTTAR [15] ..........................................11
Hình 1.6: Nguyên lý thí nghiệm mẫu ............................................................................12
Hình 1.7: Nguyên lý thí nghiệm mẫu ............................................................................12
Hình 1.8: Mô đun cắt động của một số .........................................................................15
Hình 1.9: góc pha (δb) của một số loại ..........................................................................15
Hình 1.10: Mô đun phức và góc pha của bitum PMB-AS7 tại tần số 0.02 Hz ở các điều
kiện già hoá khác nhau [79]...........................................................................................15
Hình 1.11: Mô đun phức và góc pha của bitum PMB-BS7 tại tần số 0.02 Hz ở các điều
kiện già hoác khác nhau [79] .........................................................................................15
Hình 1.12: Giá trị G* của bitum sử dụng các phụ gia khác nhau ở 25oC [79] ..............16
Hình 1.13: Giá trị góc pha của bitum sử dụng các phụ gia khác nhau ở 25oC [79] ......16
Hình 1.14: Nguyên lý xây dựng đường cong chủ của |G*|, [52]...................................18
Hình 1.15: Nguyên lý xây dựng đường cong chủ của góc pha, [52].............................18
Hình 1.16: Hai thành phần.............................................................................................19
Hình 1.17: Sự trễ pha của biến dạng .............................................................................19
Hình 1.18 Thiết bị cooper của .......................................................................................21
Hình 1.19: Thiết bị thí nghiệm |E*| của trường ĐHGTVT ...........................................21
Hình 1.20: Các chu kỳ ứng suất và biến dạng của mô đun động [23] ..........................21
Hình 1.21: Nguyên lý xây dựng đường cong chủ của |E*| [23] ...................................22
Hình 1.22: Đường cong chủ của |E*| [23] ....................................................................22
Hình 1.23: Ảnh hưởng của loại bitum và mô ................................................................23
Hình 1.24: Ảnh hưởng của loại bitum và mô ................................................................23
Hình 1.25: Ảnh hưởng của thành phần hạt ....................................................................24
Hình 1.26: Ảnh hưởng của thành phần..........................................................................24
Hình 1.27: Các yếu tố ảnh hưởng tới |E*| trong mô hình Idaho [18] ............................29
Hình 3.10: Độ nhạy của |E*| trong mô hình Hirsh .......................................................84
Hình 3.11: Độ nhạy của log|E*| trong mô ....................................................................85
Hình 3.12: Độ nhạy của log(|E*|) trong mô .................................................................85
Hình 3.13: Độ nhạy của |E*| trong mô hình Hirsh .......................................................85
xv
Hình 3.15: Biểu đồ hệ số dịch chuyển theo ...................................................................89
Hình 3.16: Đường cong chủ của |E*| (BTNC 12.5, nhiệt độ tham chiếu là 10oC) .......91
Hình 3.17: Mô hình Orginal Witczak ............................................................................97
Hình 3.18: Mô hình Orginal Witczak ............................................................................97
Hình 3.19: Mô hình modified Witczak..........................................................................98
Hình 3.20: Mô hình modified Witczak..........................................................................98
Hình 3.21: Mô hình Hirsch trước khi hiệu chỉnh ..........................................................98
Hình 3.22: Mô hình Hirsch sau khi hiệu chỉnh .............................................................98
Hình 4.1 : Các bước thiết kế mặt đường theo phương pháp cơ học thực nghiệm [44]
.....................................................................................................................................103
Hình 4.2: Phương án bố trí kết cấu mặt đường ...........................................................114
Hình 4.3: Cửa sổ mặc định của phần mềm (ME) [22] ................................................115
Hình 4.4: Cửa sổ chính của phần mềm (ME) [22] ......................................................116
Hình 4.5: Mục tạo dự án của phần mềm (ME) [22] ....................................................116
Hình 4.6:Trợ giúp việc nhập dữ liệu bằng màu sắc của phần mềm (ME) [22] ...........117
Hình 4.7: Biểu đồ hằn lún vệt bánh xe theo thời gian .................................................120
Hình 4.8: Biểu đồ chỉ số độ gồ ghề theo thời gian ......................................................121
Hình 4.9: Biểu đồ nứt phân bố (đáy-đỉnh) theo thời gian ...........................................121
Hình 4.10: Biểu đồ nứt nhiệt theo thời gian ................................................................122
Hình 4.11: Biểu đồ hằn lún vệt bánh xe .....................................................................124
Hình 4.12: Biểu đồ độ gồ ghề IRI theo thời gian ........................................................124
Hình 4.13: Biểu đồ nứt phân bố theo thời gian ...........................................................125
Hình 4.14: Biểu đồ nứt nhiệt theo thời gian ................................................................125
nhà khoa học của Hoa Kỳ theo tính chất của loại bitum sử dụng gồm có (độ nhớt của
bitum, mô đun cắt động |G*| và góc pha trong thí nghiệm xác định |G*|.
Việc sử dụng giá trị |E*|, và |G*| là một tiến bộ trong khoa học vật liệu vì đã phản ánh
đúng bản chất vật liệu bitum và BTN có tính đàn nhớt, điều mà các phương pháp thiết
mặt đường khác trước kia và hiện nay chưa xem xét tới.
Tuy nhiên, việc xác định |E*| bằng thực nghiệm đòi hỏi tốn nhiều thời gian và kinh phí,
trong khi các mô hình dự báo |E*| theo tính chất của bitum sử dụng hay các phương trình
dự báo ứng xử của kết cấu mặt đường theo các dạng hư hỏng thực tế của phương pháp
(ME) được thiết lập trong điều kiện của Hoa Kỳ, vì vậy muốn sử dụng được ở Việt Nam
cần có các nghiên cứu thực nghiệm để hiệu chỉnh lại các hệ số trong mô hình dự báo
theo điều kiện vật liệu địa phương.
Có thể nói |E*| là chỉ tiêu rất quan trọng của hỗn hợp BTN và đây cũng là thông số có
mặt trong một số phương trình dự báo dạng hư hỏng của kết cấu mặt đường theo thời
2
gian của phương pháp (ME). Việc phân tích độ nhạy để đánh giá ảnh hưởng của các
thông số đầu vào tới đặc trưng khai thác của kết cấu mặt đường mềm theo phương pháp
(ME) của Hoa Kỳ đã khẳng định rằng |E*| có ảnh hưởng nhiều tới đặc trưng khai thác
của kết cấu mặt đường mềm [59].
Trên cơ sở các nghiên cứu thực nghiệm, Hoa Kỳ đã xây dựng được một số mô hình dự
báo |E*| theo tính chất của loại bitum sử dụng và một số thông số khác của hỗn hợp
BTN, trong đó điển hình là các mô hình sau [65], [83]:
Mô hình Witczak đầu tiên (Original Witczak Equation).
Mô hình Witczak cải tiến (Modified Witczak Equation).
Mô hình Hirsch (Hirsh model).
Ngoài các mô hình trên, còn có một vài mô hình khác được nghiên cứu và xây dựng trên
cơ sở các nghiên cứu thực nghiệm ở Hoa Kỳ, như mô hình định luật các hỗn hợp tương
đương (Law of mixtures parallel model, còn gọi là mô hình “Al-Khateeb Model”, mô
hình Idaho (Abdo et al. 2009) …
Mục đích nghiên cứu của luận án là xác định được mô hình dự báo |E*| theo tính chất
của loại bitum sử dụng theo điều kiện vật liệu của Việt Nam. Để đạt được mục tiêu này,
mục đích nghiên cứu của luận án sẽ là:
− Hiểu rõ tính chất của các vật liệu thành phần của hỗn hợp BTN gồm mô đun cắt
động |G*|, góc pha (δb), mô đun động của BTN (|E*|).
− Hiểu rõ được các yếu tố ảnh hưởng tới mô đun cắt động của bitum (|G*|, góc pha
(δb), mô đun động của BTN (|E*|) và yếu tố nào có ảnh hưởng nhiều nhất tới giá
trị mô đun động của BTN.
− Hiểu rõ được phương pháp xây dựng đường cong chủ của |G*|, góc pha (δb), mô
đun động của BTN (|E*|) và việc đánh giá mức độ phù hợp của các mô hình xây
dựng đường cong chủ (|G*|, góc pha (δb),|E*|) cho các loại bitum và BTN.
− Hiểu rõ được các mô hình dự báo |E*| của Hoa Kỳ theo các mô hình Witczak,
mô hình Hirsh và cách đánh giá mức độ phù hợp của các mô hình dự báo này
theo tiêu chuẩn thống kê.
− Xác định được mô hình dự báo |E*| trong ba mô hình của Hoa Kỳ (các mô hình
Witczak và mô hình Hirsch) có khả năng dự báo |E*| với độ chính xác cao nhất
theo tiêu chuẩn thống kê theo điều kiện vật liệu của Việt Nam.
4
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Việc nghiên cứu ảnh hưởng tính chất của bitum đến mô đun động của BTNC ở Việt
Nam đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và kính phí. Do vậy, trong phạm vi luận án chỉ
tiến hành nghiên cứu các chỉ tiêu cơ học (|G*| và góc pha) của vật liệu bitum đang sử
dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay và có xét tới nhu cầu sử dụng vật liệu bitum có độ
quánh cao và bitum cải tiến polymer để nâng cao khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe
6
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Luận án đã phân tích được cơ sở khoa học của các thông số bê tông nhựa sử dụng
5
trong phương pháp cơ học thực nghiệm, đã chứng tỏ có thể sử dụng phương pháp
hiện đại này để thiết kế kết cấu mặt đường ở Việt Nam;
Điểm mới của luận án là đã xây dựng được mối quan hệ thực nghiệm giữa tính
chất của bitum và giá trị mô đun động của BTNC theo điều kiện của Việt Nam
phục vụ việc dự báo |E*| theo tính chất của vật liệu bitum (|G*| và góc pha) và
các chỉ tiêu thiết kế của hỗn hợp BTN để áp dụng cho thiết kế mặt đường mềm
theo phương pháp (ME) ở Việt Nam trong tương lai.
Luận án đã xác định được tính chất vật liệu bitum có ảnh hưởng nhiều nhất tới
giá trị mô đun động của BTNC, giá trị |E*| có ảnh hưởng nhiều tới dạng hư hỏng
lún vệt bánh xe để từ đó có giải pháp kiểm soát nhằm nâng cao chất lượng công
trình.
Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo tốt về mặt phương pháp luận
trong lĩnh vực cơ học nền-mặt đường ô tô.
6.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Luận án đã đề xuất được các chỉ tiêu kỹ thuật của các loại bitum điển hình theo
cấp đặc tính khai thác (PG) cho các loại bitum ở Việt Nam.
Luận án đã đưa ra được bộ giá trị |E*| của các loại BTNC sử dụng cốt liệu và
bitum điển hình để sử dụng trong phân tích, thiết kế kết cấu mặt đường theo
phương pháp cơ học thực nghiệm ở Việt Nam.
Luận án đã đề xuất trình tự thiết kế thực nghiệm, mô hình kết cấu mặt đường,
Copyright: Tài liệu đại học ©