Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt đường tại Việt Nam

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt đường tại Việt Nam

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN THIỆN LƯU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI BÊ TÔNG ASPHALT LÀM LỚP MẶT ĐƯỜNG TẠI VIỆT NAM Ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số : 62580205 Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2015
2. Công trình được hoàn thành tại Khoa Công trình - Trường Đại học Giao thông Vận tải Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lã Văn Chăm - Trường Đại học GTVT GS.TS Nguyễn Xuân Đào - Viện KHCN GTVT Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Xuân Trục Trường Đại học Xây dựng Phản biện 2: GS.TSKH Nguyễn Thúc Tuyên Trường Đại học Thủy Lợi Phản biện 3: GS.TS Phạm Cao Thăng Học Viện Kỹ thuật Quân sự Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại Trường Đại học Giao thông Vận tải vào hồi giờ ngày tháng năm 2015. Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải
3. Research on Factors Affecting Asphalt Concrete Fatigue of Road Pavement in Vietnam Abstract Asphalt concrete is a popular material used for making road surfaces in the world in general and Vietnam in particular. The performance of this type of material denpends mainly on the properties of the bitumen used. Bitumen is a product which is extracted from crude oil. Bitumen is has the property of visco- elasticity which is easy to be affected by changes in temperature. Therefore, the performance of asphalt concrete changes when the temperature changes. Specifically, asphalt concrete becomes softer when the temprature increases and harder when the temperature decreases. There are two main types of serious damage to asphalt concrete road surfaces: rutting and fatigue crack. A large number of researches on asphalt concrete fatigue have been conducted and implemented in designing and building roads in the world. However, in Vietnam, almost no research of such type has been conducted. This research is the first to consider the effects of asphalt concrete fatigue on the pavement performance in Vietnam. The research presents results of experiments on fatigue life of asphalt concrete done in specific conditions of environmental temprature, loads, and aggregate composition in Vietnam. The material types used in this research were dense-graded hot-mix asphalt 12.5 mm (HMA 12.5) and dense-graded hot-mix asphalt 19mm (HMA 19) made at construction sites with technologies widely used in Vietnam. The composition of the HMA was designed with difference in type of mineral filler. The three types of mineral filler used were: Andesit powder, CaCO3 powder, and the mixture of CaCO3 and cement (weight ratio 1:1). The experiment was conducted employing the standards stated
4. in ASTM - Designation: D7460 - 10 under strain control mode by four-point flexural beam fatigue test device available at University of Transport and Communication. Based on such experiment, the affects of aggregate size and mineral filler on fatigue performance of asphalt concrete mixture was assessed corresponding to different values of temperature and load frequency. On the basis of this research a fatigue performance audit procedure in pavement surface design was proposed. In addition, the service life of asphalt concrete layer in pavement structure was also determined by analyzing the fatigue resistance. Furthermore, this research lays the foundation for further researches into asphalt concrete fatigue in Vietnam.
5. 1 MỞ ĐẦU Mỏi là hiện tượng nứt gãy dưới tác dụng của tải trọng lặp mà ở đó trị số lớn nhất của ứng suất nhỏ hơn cường độ chịu kéo của vật liệu. Phá hoại mỏi là một trong những dạng phá hoại phổ biến của bê tông asphalt. 1. Lý do chọn đề tài Trên thế giới, nứt mỏi là dạng phá hoại được định tính và định lượng một cách rõ ràng nhất thông qua nhiều mô hình và thí nghiệm khác nhau. Nhiều nơi đã áp dụng kết quả nghiên cứu mỏi vào khâu thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt, thiết kế kết cấu áo đường mềm có lớp bê tông asphalt đảm bảo điều kiện chịu mỏi. Tại Việt Nam (VN), cho đến nay mỏi bê tông asphalt vẫn chưa được triển khai nghiên cứu về mặt thực nghiệm một cách cụ thể. Các nghiên cứu về độ bền mỏi bê tông asphalt còn hạn chế, hiện chỉ dừng ở mức tập hợp lý thuyết. Vấn đề ứng dụng kết quả nghiên cứu mỏi bê tông asphalt của thế giới vào VN cũng chưa thực sự được quan tâm. Xuất phát từ thực tế đó, nghiên cứu sinh thực hiện đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt đường tại Việt Nam”. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm ra quy luật cho phá hoại mỏi của bê tông asphalt ở các điều kiện thí nghiệm khác nhau. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho việc thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt và thiết kế kết cấu áo đường mềm có xét đến đặc tính mỏi của vật liệu bê tông asphalt. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Bê tông asphalt loại BTNC 12,5 và BTNC 19; nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại bột khoáng (bột đá Andesit, bột CaCO3, bột CaCO3 + xi măng (XM)) đến đặc tính kháng mỏi của bê tông asphalt.
6. 2 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Công trình nghiên cứu này bước đầu sẽ góp phần xây dựng hệ thống lý luận về mỏi bê tông asphalt ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu được áp dụng vào khâu thiết kế kết cấu áo đường có xét đến đặc tính mỏi bê tông asphalt, và xác định tuổi thọ mỏi khai thác cho lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường. 6. Kết cấu của luận án Luận án trình bày trong 129 trang gồm mở đầu, nội dung nghiên cứu gồm 4 chương, kết luận - kiến nghị, hướng nghiên cứu tiếp theo, danh mục công trình của tác giả, tài liệu tham khảo. Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI CỦA BÊ TÔNG ASPHALT 1.1 Định nghĩa mỏi Mỏi có thể được định nghĩa như là hiện tượng nứt gãy của vật liệu dưới tác dụng của tải trọng trùng phục hoặc ứng suất thay đổi trong điều kiện giá trị cực đại của ứng suất này nhỏ hơn cường độ chịu kéo của vật liệu. 1.2 Các dạng nứt do mỏi đã được nghiên cứu - Nứt từ dưới lên (nứt dạng cá sấu) - Nứt từ trên xuống (nứt theo chiều dọc) 1.3 Phân tích các nghiên cứu liên quan về các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của bê tông asphalt Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã được thực hiện và tập trung vào các yếu tố chính sau: - Nhóm liên quan đến tải trọng: trị số độ lớn tải trọng, chế độ tải,
7. 3 hình dạng sóng tải, thời gian nghỉ (rest period) và tần số tải. - Nhóm liên quan đến môi trường: độ ẩm, nhiệt độ, bức xạ nhiệt. - Nhóm liên quan đến hỗn hợp bê tông asphalt: thành phần hỗn hợp, loại/hàm lượng bi tum, loại/thành phần cấp phối và độ rỗng. 1.4 Mô hình và chế độ kiểm soát thí nghiệm mỏi 1.4.1 Các mô hình thí nghiệm - Mô hình uốn dầm: uốn dầm 2 điểm (dạng ngàm), uốn dầm 3 điểm, uốn dầm 4 điểm, uốn dầm 5 điểm, uốn lặp trên nền đàn hồi. - Mô hình kéo - nén: kéo - nén đúng tâm, ép chẻ (kéo gián tiếp), phương pháp ba trục, phương pháp phá hủy. - Mô hình cắt xoay. 1.4.2 Các chế độ kiểm soát thí nghiệm mỏi Thí nghiệm mỏi được thực hiện bằng 2 cách: khống chế ứng suất không đổi và khống chế biến dạng không đổi [32]. 1.5 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng độ bền mỏi BTN 1.5.1 Trên thế giới Phương pháp mới thiết kế kết cấu áo đường (kết hợp cơ học - thực nghiệm) thì độ bền mỏi luôn được tính đến. Phương pháp ME- Darwin (ME PDG) [25] mới nhất của Mỹ là dạng như vậy. Phương pháp thiết kế áo đường của Viện Asphalt (AI) được coi là phương pháp “bán thực nghiệm” với các thông số cơ học liên quan đến mỏi và biến dạng vĩnh cửu luôn được sử dụng [23]. Ở Pháp, Đức chủ yếu vẫn theo phương pháp kết hợp cơ học - thực nghiệm. Phương pháp thiết kế mặt đường của Pháp (FPD) là điển hình trong số đó. Yếu tố cơ học đều có tính đến độ bền mỏi của bê tông asphalt, độ bền mỏi được kiểm tra trong bước thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt. Các kết quả nghiên cứu về mỏi bê tông asphalt trên thế giới đều chỉ ra mối tương quan giữa biến dạng/ứng suất với số lần tác dụng của tải trọng làm phá hoại vật liệu. Những kết quả đó được ứng dụng
8. 4 vào trong thiết kế kết cấu áo đường. Cụ thể là lựa chọn kết cấu áo đường có lớp bê tông asphalt đảm bảo khả năng chịu mỏi (phá hoại mỏi không xuất hiện trước 106 chu kỳ tải tác dụng). Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng về mỏi bê tông asphalt tiêu biểu như: NCHRP, NCAT, ME PDG (DARWin-ME), Shell, LCPC, 1.5.2 Tại Việt Nam Cho đến nay chưa có công trình nghiên cứu thực nghiệm về mỏi bê tông asphalt được thực hiện tại Việt Nam. Đối với tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt và thiết kế kết cấu áo đường mềm theo [9], [10] ở VN chưa xét đến yếu tố mỏi bê tông asphalt một cách rõ ràng. Cụ thể chúng ta chưa có định lượng trong việc thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt đạt yêu cầu về khả năng chịu mỏi, cách kiểm toán mỏi trong thiết kế kết cấu áo đường mềm chưa tường minh. Tiêu chuẩn [9] là phương pháp lý thuyết dựa trên tiêu chuẩn [51] của Nga. Yếu tố mỏi chỉ được xét đến thông qua hệ số k1 khi kiểm toán kéo uốn ở đáy lớp vật liệu liền khối. 1.6 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết Thế giới nghiên cứu và ứng dụng về mỏi bê tông asphalt đã được thực hiện từ khá lâu. Tại VN, đến nay mỏi bê tông asphalt chưa được triển khai nghiên cứu về mặt thực nghiệm một cách cụ thể. Các tiêu chuẩn thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt, thiết kế kết cấu áo đường mềm chưa xem xét rõ và chưa có khuyến cáo cụ thể về vấn đề đảm bảo điều kiện chịu mỏi cho bê tông asphalt. Luận án bước đầu triển khai nghiên cứu thực nghiệm độ bền mỏi bê tông asphalt trong điều kiện vật liệu chế tạo và thí nghiệm phù hợp cho VN. Chương 2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐỘ BỀN MỎI BÊ TÔNG ASPHALT TRONG MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN CỦA VIỆT NAM Nghiên cứu trên mẫu dầm bê tông asphalt được chế tạo và thi công giống hoàn toàn với thực tế sử dụng loại vật liệu này. Thí nghiệm mỏi bằng thiết bị uốn dầm 4 điểm.
9. 5 2.1 Xác định các thông số chính cho thí nghiệm mỏi 2.1.1 Nhiệt độ thí nghiệm Chọn 2 mức nhiệt độ quy ước mang tính bất lợi cho độ bền mỏi bê tông asphalt và đặc trưng cho 2 khu vực có khí hậu cao, thấp ở VN là 20oC và 10oC. 2.1.2 Tần số tải thí nghiệm Trên cơ sở tính toán và tham khảo các khuyến cáo, 2 mức tần số tải được lựa chọn thí nghiệm là 5 Hz và 10 Hz. 2.1.3 Chế độ thí nghiệm - Khống chế biến dạng, với 3 mức: 100µ, 200µ và 400µ (µ, microstrain = strain ×10-6 [39]). - Thí nghiệm mỏi kết thúc khi mô đun độ cứng giảm còn 50% mô đun độ cứng ban đầu. 2.1.4 Vật liệu bê tông asphalt - Loại bê tông asphalt Nghiên cứu chính của luận án là loại BTNC 12,5 và BTNC 19. Riêng BTNC 19 được thí nghiệm ở một điều kiện 10oC, 10Hz; sử dụng bi tum 60/70 (Shell). - Bột khoáng: nghiên cứu sử dụng 3 loại bột khoáng: bột đá nghiền từ đá Andesit (BD), bột đá vôi CaCO3 (CC); hỗn hợp gồm 50% bột CaCO3 + 50% xi măng (CX). 2.1.5 Tổng hợp mẫu thí nghiệm Nghiên cứu thực hiện trên 46 mẫu chính thức. 2.2 Chế tạo mẫu 2.2.1 Thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt - Vật liệu: đá dăm, cát tự nhiên, bi tum được lấy từ trạm trộn BTN Đông Sung, thuộc Công ty CP CTGT Bà Rịa - Vũng Tàu.
10. 6 - BTNC 12,5 được thiết kế chung chỉ với sự khác nhau của 3 loại bột khoáng sử dụng, ký hiệu: BTNC 12,5 (BD), BTNC 12,5 (CC), BTNC 12,5 (CX) - BTNC 19 sử dụng loại bột khoáng là bột đá Andesit (BD). 2.2.2 Thi công tại hiện trường (Hình 2.1) Hình 2.1 Thi công lớp BTNC 12,5 và BTNC Cắt mẫu tại hiện 19 (Quốc lộ 51B) trường 2.2.3 Gia công mẫu thí nghiệm - Cắt mẫu tại hiện trường (Hình 2.2) - Gia công mẫu dầm tại xưởng (Hình 2.3). Hình 2.2 Cắt mẫu tại Hình 2.3 Gia công mẫu dầm kích thước hiện trường 380mm×50mm×63mm 2.3 Các tính chất cơ lý của bê tông asphalt sau thi công - Thành phần hạt Thành phần hạt BTNC 12,5 và BTNC 19 sau khi thi công thể hiện tại Bảng 2.1. Bảng 2.1 Thành phần cấp phối hạt BTNC sau thi công Hàm lượng lọt sàng (%) Vật liệu 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 0,075 BTNC 12,5 100 100 99,4 86,1 51,1 36,3 26,1 21,1 16,0 10,3 6,0
11. 7 Hàm lượng lọt sàng (%) Vật liệu 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 0,075 BTNC 19 100,0 96,7 81,2 72,7 49,8 32,7 20,7 14,5 11,0 7,6 5,8 - Chỉ tiêu cơ lý bê tông asphalt Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cơ lý BTNC 12,5 và BTNC 19 sau thi công Kết quả TT Chỉ tiêu thí nghiệm BTNC BTNC BTNC BTNC 19 12,5 (BD) 12,5 (CC) 12,5 (CX) 1 Độ rỗng cốt liệu, % 17,12 17,72 17,67 17,34 2 Độ rỗng dư, % 4,33 4,58 4,46 4,66 Độ ổn định ở 60oC, 3 12,64 12,05 13,64 11,93 40phút, kN 4 Độ dẻo, mm 2,06 2,04 2,05 2,47 5 Độ ổn định còn lại, % 86,73 86,31 86,78 79,10 Hàm lượng bi tum theo 6 5,23 5,30 5,25 5,21 hỗn hợp, % Nhận xét: BTNC 12,5 và BTNC 19 chế tạo đạt yêu cầu [12]. 2.4 Thí nghiệm mỏi Thực hiện theo [39], trình tự: sấy mẫu, lưu trữ mẫu, thí nghiệm. Thông số kết quả thí nghiệm cơ bản gồm: mô đun độ cứng (Smix), ứng suất cực đại (o), biến dạng kéo (o), góc lệch pha ( ), số chu kỳ tải phá hoại (Nf), Đánh giá độ tin cậy của kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 theo [39] cho thấy độ lệch chuẩn của log số chu kỳ phá hoại (Nf50) ở từng mức biến dạng đều nhỏ hơn 0,787. Như vậy kết quả thí nghiệm mỏi đã thực hiện đạt độ tin cậy. Chương 3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN MỎI BÊ TÔNG ASPHALT 3.1 Kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 (BD)
12. 8 3.1.1 Mô đun độ cứng (S) Mô đun độ cứng của BTNC 12,5 suy giảm dưới tác dụng của tải trọng lặp. Quan hệ này được biểu diễn theo Hình 3.1. 6.000 5.000 g g S (MPa) 4.000 3.000 2.000 (a) (c) (b) ô đun độ cứn M 1.000 1,0E+02 5,0E+05 1,0E+06 1,5E+06 2,0E+06 2,5E+06 3,0E+06 Nf (chu kỳ) (a) 20độ, 5Hz, 100 (b) 20độ, 5Hz, 200 (c) 20độ, 5Hz, 400 o Hình 3.1 Quan hệ giữa mô đun độ cứng với Nf50 ở 20 C, 5Hz Tốc độ suy giảm mô đun độ cứng ở mức biến dạng lớn nhanh hơn nhiều ở mức biến dạng nhỏ. Nhiệt độ thấp (10oC) tốc độ suy giảm mô đun độ cứng ở tần số cao (10Hz) là nhanh hơn ở tần số thấp (5Hz). Nhiệt độ cao (20oC) ảnh hưởng của tần số đến sự suy giảm mô đun độ cứng là rõ rệt hơn. Ở giai đoạn cuối thí nghiệm, khi mà mức độ suy giảm mô đun độ cứng còn lại 50% mô đun độ cứng ban đầu thì ảnh hưởng của tần số tải khi thí nghiệm ở nhiệt độ cao (20oC) là nhiều hơn. 10 độ, 10 Hz 10 độ, 5 Hz (chu kỳ) 3.000.000 20 độ, 10 Hz f50 20 độ, 5 Hz N 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 Hình 3.2 So sánh độ bền mỏi BTNC 12,5 ở các điều kiện thí nghiệm 3.1.2 Ứng suất ()
13. 9 Chế độ khống chế biến dạng, tải trọng lặp làm mô đun độ cứng suy giảm, theo đó ứng suất cũng suy giảm. Quá trình giảm ứng suất mẫu thí nghiệm ở 10oC, 5 Hz biểu diễn Hình 3.3. 1.800 1.600 (c) 1.400 1.200 1.000 Ứng (KPa) suất Ứng 800 (b) 600 400 200 (a) - 0,0E+00 5,0E+05 1,0E+06 1,5E+06 2,0E+06 Nf (chu kỳ) (a) 10độ, 5Hz, 100 (b) 10độ, 5Hz, 200 (c) 10độ, 5Hz, 400 Hình 3.3 Biểu đồ giảm ứng suất theo tải trọng lặp ở 10oC, 5Hz Khi tăng mức biến dạng thì tốc độ tăng ứng suất trong dầm thí nghiệm là rất nhanh. Điều đó đồng nghĩa với tải trọng nặng sẽ làm xuất hiện biến dạng kéo lớn và gây ra ứng suất rất lớn trong bê tông asphalt. Ở biến dạng nhỏ (100) thì ảnh hưởng của nhiệt độ đến ứng suất là rất lớn. 3.1.3 Lực tác dụng (F) Chế độ thí nghiệm khống chế biến dạng, lực tác dụng sẽ giảm dần theo mức giảm của ứng suất. Mức giảm này nhanh ở giai đoạn đầu và chậm dần ở giai đoạn sau của quá trình chịu tải trọng lặp. Lực tác dụng lên mẫu tỷ lệ thuận với biến dạng và tần số; tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Bê tông asphalt trở nên cứng, giòn trong môi trường nhiệt độ thấp và mềm ở nhiệt độ cao; đồng thời khi tăng mức biến dạng (tăng độ lớn lực tác dụng) thì ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ cũng giảm đi. Lực tác dụng ảnh hưởng rất lớn đến sự suy giảm độ bền mỏi, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. 3.1.4 Góc lệch pha ( ) Góc lệch pha giữa biến dạng và ứng suất cực đại chính là góc lệch pha giữa lực tác dụng cực tại (dạng hình sin) lên mẫu dầm với
14. 10 độ võng cực đại (ứng với lực tác dụng cực đại). Góc lệch pha này ( ) thay đổi theo mô đun độ cứng. Điển hình ở 20oC, 5 Hz biểu đồ góc lệch pha của BTNC 12,5 (BD) được thể hiện tại Hình 3.4. 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 (a) (b) Mô dun độ cứng (MPa) Mô dun độ cứng 1.500 (c) 1.000 25 30 35 40 45 50 Góc lệch pha (độ) (a) 20độ, 5Hz, 100 (b) 20độ, 5Hz, 200 (c) 20độ, 5Hz, 400 Hình 3.4 Biểu đồ quan hệ giữa góc lệch pha với mô đun độ cứng BTNC 12,5 (BD) ở 20oC Góc lệch pha tăng đều khi mô đun độ cứng giảm. Ở nhiệt độ cao (20oC) góc lệch pha tăng không đều. Giai đoạn đầu góc lệch pha tăng rất nhanh, giai đoạn sau tăng chậm dần; điều này hoàn toàn phù hợp với quá trình suy giảm mô đun độ cứng. Sự thay đổi góc lệch pha như phân tích trên được giải thích theo tính chất của bê tông asphalt là cứng ở nhiệt độ thấp, khi đó đặc tính đàn hồi của vật liệu được thể hiện rõ hơn. Ở nhiệt độ cao cũng như vật liệu sau một quá trình chịu tác dụng của tải trọng lặp, đặc tính đàn hồi của bê tông asphalt giảm dần, đặc tính nhớt của nó tăng lên. Góc lệch pha tỷ lệ thuận với nhiệt độ, biến dạng; tỷ lệ nghịch với tần số tải. Kết quả phân tích cho thấy ảnh hưởng của tần số là khá lớn đến sự thay đổi góc lệch pha ban đầu cũng như góc lệch pha của vật liệu bê tông asphalt trong quá trình chịu tải trọng lặp. 3.1.5 Xây dựng biểu thức đặc trưng mỏi BTNC 12,5 (BD) Các đường đặc trưng mỏi và phương trình độ bền mỏi BTNC 12,5 (BD) ở các điều kiện thí nghiệm thể hiện tại Hình 3.5 và công thức (3.1), (3.2), (3.3), (3.4).
15. 11 o 20 C, 5 Hz (3.1) ( ) o 20 C, 10 Hz (3.2) ( ) o 10 C, 5 Hz (3.3) ( ) o 10 C, 10 Hz (3.4) ( ) 1,E+07 20độ, 5Hz ) y = 7E+10x-2.153 f50 (b) (a) R² = 0.8716 1,E+06 log(N 20độ, 10Hz -2.185 10độ, 5Hz y = 7E+10x y = 8E+10x-2.273 R² = 0.8119 1,E+05 R² = 0.9162 (d) 10độ, 10Hz (c) y = 3E+11x-2.55 R² = 0.9389 1,E+04 10 100 1.000 log() 20độ, 5Hz 20độ, 10Hz 10độ, 5Hz 10độ, 10Hz (a) Power (20độ, 5Hz) (b) Power (20độ, 10Hz) (c) Power (10độ, 5Hz) (d) Power (10độ, 10Hz) Hình 3.5 Đường đặc trưng mỏi loại BTNC 12,5 (BD) 3.2 Kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 19 Với 4 mức biến dạng 50µ, 100µ, 200µ, 400µ được thí nghiệm, đường đặc trưng mỏi và phương trình độ bền mỏi BTNC 19 ở 10oC, 10Hz thể hiện tại Hình 3.6 và công thức (3.5). 1,0E+07 ) f50 1,0E+06 log(N 1,0E+05 y = 427.558.550.975,724x-3,022 1,0E+04 R² = 0,936 1,0E+03 1,0E+02 10 100 1000 log() Hình 3.6 Đường đặc trưng mỏi BTNC 19 ở 10oC, 10Hz
16. 12 ( ) (3.5) 3.3 Kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 (CC), BTNC 12,5 (CX) 3.3.1 BTNC 12,5 (CC) - dùng bột khoáng CaCO3 Các đường đặc trưng mỏi và phương trình độ bền mỏi BTNC 12,5 (CC) ở các điều kiện thí nghiệm thể hiện tại Hình 3.7 và công thức (3.6), (3.7), (3.8), (3.9). 1,E+07 20độ, 5Hz y = 1E+11x-2.268 ) R² = 0.8419 1,E+06f50 20độ, 10Hz 10độ, 5Hz (a) y = 2E+11x-2.372 log(N y = 2E+11x-2.418 R² = 0.8267 1,E+05 R² = 0.9098 (b) 10độ, 10Hz (c) y = 8E+12x-3.275 R² = 0.9342 (d) 1,E+04 10 100 log() 1.000 20độ, 5Hz 20độ, 10Hz 10độ, 5Hz 10độ, 10Hz (a) Power (20độ, 5Hz) (b) Power (20độ, 10Hz) (c) Power (10độ, 5Hz) (d) Power (10độ, 10Hz) Hình 3.7 Đường đặc trưng mỏi BTNC 12,5 (CC) o (3.6) 20 C, 5 Hz ( ) o (3.7) 20 C, 10 Hz ( ) o 10 C, 5 Hz ( ) (3.8) o (3.9) 10 C, 10 Hz ( ) 3.3.2 BTNC 12,5 (CX) - dùng bột khoáng CaCO3 + XM Các đường đặc trưng mỏi và phương trình độ bền mỏi BTNC 12,5 (CX) ở các điều kiện thí nghiệm thể hiện tại Hình 3.8 và công thức (3.10), (3.11), (3.12), (3.13).
17. 13 o 20 C, 5 Hz ( ) (3.10) o 20 C, 10Hz ( ) (3.11) o 10 C, 5Hz ( ) (3.12) o 10 C, 10Hz ( ) (3.13) 1,E+07 20độ, 5Hz ) y = 2E+11x-2.406 f50 R² = 0.9607 1,E+06 20độ, 10Hz (b) -3.081 log(N y = 2E+12x 10độ, 5Hz (a) y = 4E+12x-3.125 R² = 0.9956 R² = 0.9559 1,E+05 10độ, 10Hz y = 6E+13x-3.698 (c) R² = 0.9328 1,E+04 (d) 10 100 log() 1.000 20độ, 5Hz 20độ, 10Hz 10độ, 5Hz 10độ, 10Hz (a) Power (20độ, 5Hz) (b) Power (20độ, 10Hz) (c) (d) Power (10độ, 5Hz) Power (10độ, 10Hz) Hình 3.8 Đường đặc trưng mỏi BTNC 12,5 (CX) 3.4 Phân tích kết quả thí nghiệm độ bền mỏi bê tông asphalt 3.4.1 Loại BTNC 12,5 (BD) và BTNC 19 Ở điều kiện thí nghiệm 10oC, 10 Hz, loại BTNC 19 có độ bền mỏi kém hơn hẳn so với loại BTNC 12,5. So sánh 2 phương trình (3.4) với (3.5) dễ nhận thấy điều đó. Độ dốc b của đường đặc trưng mỏi BTNC 12,5 là 2,5503 trong khi đó BTNC 19 là 3,022. o Xét ở 10 C, 10 Hz với biến dạng 150µ thì Nf50 (BTNC 12,5) = 736.131 chu kỳ > Nf50 (BTNC 19) = 113.462 chu kỳ. Ở điều kiện so sánh này thì độ bền mỏi BTNC 12,5 gấp 6,49 lần độ bền mỏi BTNC 19. 3.4.2 Các loại BTNC 12,5 sử dụng bột khoáng khác nhau Tổng hợp mô đun độ cứng ban đầu của 3 loại BTNC 12,5 dùng 3
18. 14 bột khoáng khác nhau thể hiện tại Hình 3.9, Hình 3.10, Hình 3.11. 10.000 Tần số 5Hz Tần số 10Hz 8.164 8.000 7.385 6.230 5.849 5.397 5.475 6.000 5.126 4.912 4.757 4.249 4.112 3.854 đầu (MPa) 4.000 Mô đun độ cứngban 2.000 - 100  100  200  200  400  400  10 độ 20 độ 10 độ 20 độ 10 độ 20 độ Hình 3.9 Biểu đồ mô đun độ cứng ban đầu ở các điều kiện thí nghiệm - loại BTNC 12,5 (BD) 10.000 8.231 Tần số 5Hz Tần số 10Hz 7.526 8.000 6.748 6.552 6.317 5.495 5.573 6.000 5.003 5.029 4.412 4.206 3.576 đầu (MPa đầu 4.000 Mô đun độ cứng ban Mô đun độ cứng 2.000 - 100  100  200  200  400  400  10 độ 20 độ 10 độ 20 độ 10 độ 20 độ Hình 3.10 Biểu đồ mô đun độ cứng ban đầu ở các điều kiện thí nghiệm - loại BTNC 12,5 (CC) 10.000 8.236 Tần số 5Hz Tần số 10Hz 7.701 8.000 6.501 5.9176.008 6.058 5.790 (MPa) 6.000 5.338 4.811 4.582 4.146 4.144 đầu đầu 4.000 Mô đun độ cứng ban Mô đun độ cứng 2.000 - 100  100  200  200  400  400  10 độ 20 độ 10 độ 20 độ 10 độ 20 độ Hình 3.11 Biểu đồ mô đun độ cứng ban đầu ở các điều kiện thí nghiệm - loại BTNC 12,5 (CX) Kết quả cho thấy mô đun độ cứng ban đầu của các loại BTNC 12,5 có sự chệnh lệch nhỏ.
19. 15 Nhìn chung loại bột khoáng CaCO3 và xi măng làm tăng độ cứng cho hỗn hợp bê tông asphalt so với loại bột đá thông thường và xi măng đã làm giảm tính nhớt của bê tông asphalt ở nhiệt độ cao. Hệ số phương trình mỏi của các loại BTNC 12,5 đã thí nghiệm được tổng hợp tại Bảng 3.1. Bảng 3.1 Tổng hợp hệ số phương trình độ bền mỏi BTN Nhiệt Tần % bi tum Độ rỗng Hệ số độ, số, Loại BTN theo hỗn dư (Va), k1 k2 o 11 C Hz hợp (Pb) % ( 10 ) 20 5 BTNC 12,5 (BD) 5,23 4,33 0,7219 2,1531 20 5 BTNC 12,5 (CC) 5,30 4,58 1,1549 2,2685 20 5 BTNC 12,5 (CX) 5,25 4,46 1,5589 2,4056 20 10 BTNC 12,5 (BD) 5,23 4,33 0,7065 2,1852 20 10 BTNC 12,5 (CC) 5,30 4,58 1,7641 2,3723 20 10 BTNC 12,5 (CX) 5,25 4,46 22,0541 3,0809 10 5 BTNC 12,5 (BD) 5,23 4,33 0,7798 2,2733 10 5 BTNC 12,5 (CC) 5,30 4,58 1,5789 2,4184 10 5 BTNC 12,5 (CX) 5,25 4,46 35,3332 3,1251 10 10 BTNC 12,5 (BD) 5,23 4,33 2,6100 2,5503 10 10 BTNC 12,5 (CC) 5,30 4,58 78,2720 3,2748 10 10 BTNC 12,5 (CX) 5,25 4,46 557,6682 3,6982 10 10 BTNC 19 5,21 4,66 4,2756 3,0221 Nhận xét: - Loại BTNC 12,5 sử dụng bột khoáng CaCO3 + XM cho kết quả độ bền mỏi là thấp. Xét mức độ suy giảm độ bền mỏi thông qua vị trí và độ dốc đường đặc trưng mỏi thì BTNC 12,5 (CX) có đường đặc trưng mỏi luôn nằm bên dưới và có độ dốc thường là lớn hơn. - Ở nhiệt độ cao (20oC) ảnh hưởng của tần số tải đến độ bền mỏi là không nhiều đối với hai loại BTNC 12,5 (BD) và BTNC 12,5 (CC). Nhưng với loại BTNC 12,5 (CX) thì ngược lại, ảnh hưởng của tần số tải đến độ bền mỏi là đáng kể hơn.
20. 16 - Ở nhiệt độ thấp (10oC), tăng mức biến dạng sẽ làm suy giảm mô đun độ cứng. Tốc độ suy giảm này sẽ nhanh hơn nhiều khi thí nghiệm ở nhiệt độ cao (20oC). 3.5 Xây dựng phương trình độ bền mỏi cho các loại BTNC 12,5 đã thí nghiệm Dạng phương trình độ bền mỏi tổng quát cho các loại BTNC 12,5 đã thí nghiệm được thể hiện theo 2 dạng (3.14), (3.15): - Dạng 1: ( ) (3.14) (3.15) - Dạng 2: ( ) ( ) Với Nf50 là số chu kỳ tải trọng lặp làm giảm mô đun độ cứng còn lại 50% độ cứng ban đầu; k1, k2, k3, k4, k5 là các hệ số hồi qui thực nghiệm;  là biến dạng kéo (); S là mô đun độ cứng (MPa). 3.5.1 Phương trình độ bền mỏi BTNC 12,5 (dạng 1) Các đường đặc trưng mỏi chung cho loại BTNC 12,5 thể hiện tại Hình 3.12. Hình 3.12 Đường đặc trưng mỏi BTNC 12,5 Phương trình độ bền mỏi chung cho các loại BTNC 12,5 đã thí nghiệm (3.16), (3.17), (3.18), (3.19) như sau:
21. 17 o 20 C, 5 Hz (3.16) ( ) o 20 C, 10 Hz (3.17) ( ) o 10 C, 5 Hz (3.18) ( ) o 10 C, 10 Hz ( ) (3.19) Độ dốc các đường đặc trưng mỏi BTNC 12,5 từ 2,2757 ÷ 3,1770 là phù hợp với những kết quả nghiên cứu về mỏi bê tông asphalt loại thông thường mà thế giới đã công bố. Kết quả nghiên cứu của Jacobs, Hopman và Molenaer (1966) [33] đưa ra giá trị độ dốc đường đặc trưng mỏi nằm trong khoảng 2 ÷ 6. 3.5.2 Phương trình độ bền mỏi cho BTNC 12,5 (dạng 2) Sử dụng phần mềm Eviews 8.1 ước lượng phương trình để tìm các hệ số thực nghiệm. Kết quả được các phương trình tổng quát dạng 2 là (3.20), (3.21), (3.22), (3.23). 2 Hệ số R o 20 C, 5 Hz 0,9113 ( ) ( ) (3.20) o 20 C, 10 Hz ( ) ( ) 0,9209 (3.21) 10oC, 5 Hz 0,8776 ( ) ( ) (3.22) o 10 C, 10 Hz ( ) ( ) 0,9520 (3.23) Trường hợp xét chung các điều kiện nhiệt độ, tần số tải trọng tác dụng vào giá trị mô đun độ cứng (S) của BTNC 12,5 thì phương trình độ bền mỏi tổng quát (3.24) cho BTNC 12,5 được thiết lập:
22. 18 ( ) ( ) (3.24) Hệ số xác định R2 = 0,8621 3.6 Kết luận chương 3 1) Kết quả thí nghiệm uốn dầm 4 điểm bước đầu đã xây dựng được dữ liệu độ bền mỏi cho BTNC 12,5 và một phần BTNC 19. 2) Độ bền mỏi bê tông asphalt tỷ lệ thuận với nhiệt độ, tỷ lệ nghịch với biến dạng và tần số tải trọng. Tải trọng lặp làm mô đun độ cứng giảm nhanh ở giai đoạn đầu và chậm dần sau đó. Nhiệt độ cao (20oC) thì ảnh hưởng của tần số đến sự suy giảm mô đun độ cứng là lớn hơn ở nhiệt độ thấp (10oC). 3) Độ bền mỏi của BTNC 19 kém hơn so với loại BTNC 12,5. 4) Yếu tố tải trọng (biến dạng) tỷ lệ nghịch với độ bền mỏi và ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi bê tông asphalt, đặc biệt ở nhiệt độ thấp. 5) Kết quả thí nghiệm đã xây dựng được các phương trình đặc trưng độ bền mỏi (3.20), (3.21), (3.22), (3.23) và phương trình tổng quát (3.24) cho loại BTNC 12,5; loại BTNC 19 ở điều kiện 10oC, 10 Hz có phương trình (3.5). 6) Kết quả thí nghiệm đánh giá được ảnh hưởng loại bột khoáng đến độ bền mỏi của BTNC 12,5, cụ thể: - Loại BTNC 12,5 sử dụng bột khoáng Andesit và bột khoáng CaCO3 cho kết quả độ bền mỏi cao hơn loại BTNC 12,5 sử dụng bột khoáng CaCO3 + XM thực hiện như trong nghiên cứu. - Loại bê tông asphalt dùng bột khoáng CaCO3 + XM trong nghiên cứu này đạt mô đun độ cứng cao nhất (thí nghiệm tại 20oC), nhưng lại không cho kết quả tốt về khả năng kháng mỏi. - Tốc độ giảm mô đun độ cứng loại BTNC 12,5 dùng bột khoáng CaCO3 + XM nhanh hơn so với 2 loại BTNC 12,5 còn lại.
23. 19 Chương 4. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM TẠI VIỆT NAM Phá hoại mỏi là dạng phá hoại do sự lặp lại của biến dạng kéo. Vấn đề mỏi sẽ được kiểm soát trực tiếp thông qua giới hạn biến dạng kéo ở đáy các lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường. 4.1 Đề xuất kiểm toán mỏi lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường mềm 4.1.1 Cơ sở lý thuyết Từ những năm 1970, nhiều tác giả trên thế giới đã đề xuất tính kết cấu áo đường mềm theo trạng thái giới hạn nứt hoặc theo biến dạng giới hạn. Korsunskiy M.B. [49] đề xuất biểu thức (4.1):  ≤ gh (4.1) Trong đó: gh biến dạng kéo giới hạn ()  biến dạng lớn nhất ở bề mặt chịu kéo (). 4.1.2 Đề xuất trình tự tính toán Chọn cấu tạo kết cấu áo đường (vật liệu, chiều dày) Xác định điều kiện kiểm toán mỏi: toC, Hz Xác định biến dạng cp , tt Không đạt tt > cp tt ≤ cp Đạt So sánh cp , tt độ bền mỏi độ bền mỏi Ký hiệu: Tính tuổi cp - biến dạng cho phép dưới đáy lớp BTN thọ mỏi (t) tt - biến dạng tính toán đáy lớp BTN trong kết cấu áo đường Hình 4.1 Sơ đồ kiểm toán độ bền mỏi trong kết cấu áo đường mềm
24. 20 Nghiên cứu đề xuất trình tự tính độ bền mỏi lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường theo sơ đồ khối tại Hình 4.1. 4.1.3 Lựa chọn điều kiện tính toán Nhiệt độ, tần số tải trọng, mô đun độ cứng của bê tông asphalt. 4.1.4 Xác định cp và tt - Biến dạng cho phép cp được tính theo công thức (4.2) [1]. ( ) (4.2) - Biến dạng tính toán (tt) Sử dụng các phần mềm tính biến dạng/ứng suất kết cấu áo đường để xác định biến dạng tính toán tt. 4.2 Ứng dụng kiểm toán mỏi lớp BTNC 12,5 4.2.1 Thông số đầu vào dùng kiểm toán mỏi - Kết cấu áo đường, thông số vật liệu Kết cấu 1 Kết cấu 2 Vật liệu hi (m) Vật liệu hi (m) Lớp BTNC 12,5 (BD) 0,05 Lớp BTNC 12,5 (BD) 0,06 Nhựa dính bám 0,5 kg/m2 Nhựa dính bám 0,5 kg/m2 Lớp BTNC 19 0,07 Lớp BTNC 19 0,08 Nhựa thấm bám 1,3 kg/m2 Nhựa thấm bám 1,3 kg/m2 Lớp CPĐD loại I 0,18 Lớp CPĐD gia cố XM 6% 0,14 Lớp CPĐD loại II 0,36 Lớp CPĐD loại II 0,32 Nền đường 50 MPa Nền đường 50 MPa Các thông số tính toán mỏi của BTNC 12,5 (BD) và BTNC 19 (BD) được sử dụng từ chính kết quả thí nghiệm mỏi uốn dầm 4 điểm của 2 loại vật liệu này; các thông số khác tham khảo [9]. - Xác định điều kiện kiểm toán mỏi Ví dụ: Thông tin dự án Thông số để tính mỏi
25. 21 o - Khu vực thiết kế miền Bắc Nhiệt độ 10 C - Vtk = 80km/h (đường cấp III) Tần số tải f = 10 Hz - Tại năm đầu N1 = 500 trục xe/ngày Ne = 4.955.261 trục/làn đêm/làn, t = 15 năm, tốc độ tăng trưởng xe q = 8 % 4.2.2 Biến dạng cho phép (cp) ở đáy lớp BTNC 12,5 (BD) Từ các phương trình mỏi xác định 6 (biến dạng ứng với Nf50 = 6 10 chu kỳ). Kết quả xác định 6 thể hiện tại Bảng 4.1. Bảng 4.1 Bảng giá trị 6 của BTNC 12,5 (BD) đã thí nghiệm Điều kiện thí Phương Loại vật liệu  () Độ dốc b nghiệm trình 6 BTNC 12,5 BD) 20 độ C, 5 Hz (3.1) 180,51 - 0,4048 BTNC 12,5 (BD) 20 độ C, 10 Hz (3.2) 165,60 - 0,3715 BTNC 12,5 (BD) 10 độ C, 5 Hz (3.3) 141,88 - 0,4030 BTNC 12,5 (BD) 10 độ C, 10 Hz (3.4) 133,02 - 0,3681 Biến dạng cho phép được xác định: ( ) ( )  Tra [44] được SN = 0,25; c = 0,02; b = -0,3681; Sh = 0,01 →  ( ) 0,250 [1] Độ rủi ro thiết kế r = 15% (R = 85%), theo [44] thì u = - 1,036 → = 0,8029 [1] Các hệ số khác của BTNC 12,5 theo [44]: kc = 1,1; ks = 1 Biến dạng cho phép tại đáy lớp BTNC 12,5 (cp): ( )  4.2.3 Xác định tt đáy lớp BTNC 12,5 trong kết cấu áo đường Thông số tải trọng: áp lực tiêu chuẩn p = 0,6 MPa, bán kính vệt
26. 22 bánh xe quy đổi R = 0,165m (D/2). Sử dụng phần mềm Alize 2.3.0 [43] để xác định tt các lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường; xét dính bám 2 lớp bê tông asphalt là 50% [8]. Kết quả thể hiện tại Bảng 4.2. Bảng 4.2 Bảng tổng hợp kết quả xác định tt lớp bê tông asphalt Trị số biến dạng (micro strain) Vị trí tính biến dạng Ghi chú Kết cấu 1 Kết cấu 2 Đáy lớp BTNC 12,5 - 80,0 - 64,0 Chịu kéo Đáy lớp BTNC 19 - 182,4 - 115,4 Chịu kéo 4.2.4 Đánh giá - Kết cấu 1 + Lớp BTNC 12,5 đảm bảo điều kiện kéo uốn. + Lớp BTNC 12,5 không đảm bảo điều kiện chịu mỏi Cụ thể tt = 80,00 µ > cp = 65,18 µ - Kết cấu 2 + Lớp BTNC 12,5 đảm bảo điều kiện kéo uốn + Lớp BTNC 12,5 đảm bảo điều kiện chịu mỏi Cụ thể tt = 64,0 µ < cp = 65,18 µ - Tính tuổi thọ mỏi (t) lớp BTNC 12,5 (BD) trong kết cấu 2 (không xét tuổi thọ mỏi của các lớp vật liệu khác trong kết cấu) + tt = 64,0 µ → Nf50 = 6.461.595 chu kỳ (theo công thức (3.5)) + Dự báo tuổi thọ mỏi lớp BTNC 12,5 (BD): t = 17,46 năm (theo công thức (4.14)). 4.3 Kết luận chương 4 - Lập được trình tự và áp dụng cách kiểm toán mỏi lớp bê tông asphalt theo biến dạng giới hạn trong thiết kế kết cấu áo đường mềm ở Việt Nam;
27. 23 - Sử dụng các phương trình đặc trưng độ bền mỏi BTNC 12,5 và loại BTNC 19 để dự báo tuổi thọ mỏi cho lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường mềm. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm và những phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm, có thể tóm lược những đóng góp có giá trị của luận án như sau: 1. Đóng góp mới của luận án - Bằng thí nghiệm uốn dầm 4 điểm (4PB - Cooper) thực hiện tại VN, nghiên cứu đã đưa ra được dữ liệu thực nghiệm về độ bền mỏi bê tông asphalt theo các yếu tố nhiệt độ, tần số và biến dạng. - Nghiên cứu đã định lượng được ảnh hưởng tỷ lệ thuận của nhiệt độ, tỷ lệ nghịch của tần số và biến dạng đến độ bền mỏi loại BTNC 12,5 ở điều kiện nhiệt độ 10oC, 20oC, tần số 5 Hz, 10 Hz và loại BTNC 19 ở điều kiện 10oC, 10 Hz. - Đã xác định được đường đặc trưng mỏi và phương trình độ bền mỏi cho loại BTNC 12,5 và BTNC 19 trong điều kiện nghiên cứu này. + Phương trình độ bền mỏi BTNC 12,5: ( ) ( ) + Phương trình độ bền mỏi BTNC 19 ở 10 độ C, 10Hz: ( ) Trong đó Nf50 : số chu kỳ tải trọng lặp làm giảm mô đun độ cứng còn lại 50% độ cứng ban đầu  : biến dạng kéo tương đối () S : mô đun độ cứng (MPa) - Đánh giá được loại bột khoáng tốt hơn cho khả năng kháng mỏi
28. 24 của bê tông asphalt trong 3 loại được nghiên cứu; BTNC 12,5 sử dụng bột khoáng là bột đá Andesit (p0,075 = 71,18%, chiếm 5,338%) và bột khoáng là CaCO3 (p0,075 = 74,30%, chiếm 5,572%) cho kết quả kháng mỏi tốt hơn loại BTNC 12,5 dùng bột khoáng CaCO3 + xi măng (p0,075 = 86,46%, chiếm 6,484%). - Độ bền mỏi của BTNC 19 kém hơn so với loại BTNC 12,5 xét ở điều kiện thí nghiệm 10oC, 10 Hz và vật liệu được chế tạo như trong nghiên cứu. - Ứng dụng kiểm toán mỏi lớp bê tông asphalt vào trong thiết kế kết cấu áo đường; đồng thời sử dụng kết quả nghiên cứu để dự báo tuổi thọ mỏi cho lớp bê tông asphalt. 2. Hướng nghiên cứu tiếp - Đánh giá ảnh hưởng của chất kết dính bi tum, độ rỗng dư của hỗn hợp đến độ bền mỏi bê tông asphalt; - Nghiên cứu kết hợp giữa độ bền mỏi với khả năng kháng lún vệt bánh cho vật liệu bê tông asphalt; - Nghiên cứu về độ bền mỏi của các loại bê tông asphalt khác nhau; - Thí nghiệm xác định các thông số vật liệu để hoàn chỉnh khâu kiểm toán mỏi trong thiết kế kết cấu áo đường.
29. DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 1. NCS. Trần Thiện Lưu (2012), Tổng quan về nghiên cứu độ bền mỏi của lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường mềm, Tạp chí Giao thông Vận tải, số 3/2012, trang 33 - 37, Hà Nội. 2. Trần Thiện Lưu, TS. Nguyễn Mai Lân - LUNAM Université, IFSTTAR, Bouguenais, France (2012), Vấn đề nghiên cứu độ bền mỏi bê tông nhựa ở Việt Nam (The necessity for further research into fatigue life of asphalt concrete in Vietnam), Tạp chí Giao thông Vận tải, số 6/2012, trang 23 - 24, Hà Nội. 3. Trần Thiện Lưu, Trần Thiện Nhân, Trần Trọng Vinh (2014), Đánh giá thực nghiệm một số chỉ tiêu cơ học đối với vật liệu bán mềm trong điều kiện Việt Nam, Tạp chí Khoa học Công nghệ GTVT, số 11-05/2014, trang 50 - 53, trường ĐH GTVT TP HCM; 4. Trần Thiện Lưu, Lưu Ngọc Điện, Nguyễn Ba (2014), Đánh giá đặc tính cơ học của cấp phối đá dăm gia cố xi măng trong làm móng đường ô tô, Tạp chí Khoa học Công nghệ GTVT, số 12- 11/2014, trang 90-93, trường ĐH GTVT TP HCM. 5. NCS. Trần Thiện Lưu, PGS.TS Lã Văn Chăm, GS.TS Nguyễn Xuân Đào (2015), Ảnh hưởng của tải trọng đến độ bền mỏi bê tông asphalt loại BTNC 12,5, Tạp chí Khoa học Công nghệ GTVT, số 14-02/2015, trang 59-62 trường ĐH GTVT TP HCM. 6. NCS. Trần Thiện Lưu, PGS.TS Lã Văn Chăm, GS.TS Nguyễn Xuân Đào (2015), Nghiên cứu thực nghiệm độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt đường tại Việt Nam, Tạp chí Giao thông Vận tải, số 4/2015, Hà Nội.