Tải bản đầy đủ

T 322 03 xác định hệ số từ biến và cường độ bê tông nhựa trộn nóng (HMA) bằng thiết bị thí nghiệm kéo gián tiếp

AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

Tiêu chuẩn thí nghiệm

Xác định hệ số từ biến và cường độ bê tông
nhựa trộn nóng (HMA) bằng thiết bị thí nghiệm
kéo gián tiếp
AASHTO T 322-03
LỜI NÓI ĐẦU
 Việc dịch ấn phẩm này sang tiếng Việt đã được Hiệp hội Quốc gia về đường bộ và vận tải
Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam. Bản dịch này chưa được AASHTO
kiểm tra về mức độ chính xác, phù hợp hoặc chấp thuận thông qua. Người sử dụng bản
dịch này hiểu và đồng ý rằng AASHTO sẽ không chịu trách nhiệm về bất kỳ chuẩn mức
hoặc thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh và pháp lý kèm theo, kể cả
trong hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, hoặc sai sót dân sự (kể cả sự bất cẩn hoặc các lỗi
khác) liên quan tới việc sử dụng bản dịch này theo bất cứ cách nào, dù đã được khuyến
cáo về khả năng phát sinh thiệt hại hay không.
 Khi sử dụng ấn phẩm dịch này nếu có bất kỳ nghi vấn hoặc chưa rõ ràng nào thì cần đối
chiếu kiểm tra lại so với bản tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng bằng tiếng Anh.


1


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

2


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

Tiêu chuẩn thí nghiệm

Xác định hệ số từ biến và cường độ bê tông
nhựa trộn nóng (HMA) bằng thiết bị thí nghiệm
kéo gián tiếp
AASHTO T 322-03
1

PHẠM VI ÁP DỤNG

1.1

Phương pháp này đưa ra trình tự xác định hệ số từ biến kéo tại các thời gian chất tải
khác nhau, cường độ chịu kéo và hệ số Poisson của bê tông nhựa trộn nóng (HMA)
sử dụng kỹ thuật chất tải gián tiếp.

1.2

Những quy định miêu tả trong tiêu chuẩn này cung cấp các dữ liệu cần thiết để tiến
hành phân tích nứt do nhiệt bằng phần mềm SHRP’s Superpave TM và phân tích nứt do
mỏi (Buttlar 1994). Phương pháp này áp dụng để thí nghiệm với các mẫu bê tông
nhựa có cỡ hạt lớn nhất là 38 mm hoặc nhỏ hơn. Mẫu có chiều cao từ 38 đến 50 mm
và có đường kính 150 ± 9 mm

1.3


Tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các vật liệu, hoạt động hoặc thiết bị có tính chất
nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích giải quyết tất cả các vấn đề về an
toàn, nếu có, liên quan đến việc sử dụng tiêu chuẩn này. Trách nhiệm của người sử
dụng tiêu chuẩn này là phải xây dựng tiêu chuẩn phù hợp về an toàn và bảo vệ sức
khỏe cũng như xác định khả năng áp dụng những giới hạn điều chỉnh trước khi sử
dụng.

2

TÀI LIỆU VIỆN DẪN

2.1

Tiêu chuẩn AASHTO:
 PP 3, Tạo mẫu bê tông nhựa trộn nóng bằng máy đầm kiểu bánh xe lăn
 T166, Tỷ trọng khối của bê tông nhựa trộn nóng đầm chặt bằng phương pháp sấy
khô - bão hoà bề mặt
 T 269, Phần trăm độ rỗng trong bê tông nhựa chặt và bê tông nhựa hở đã đầm
 T 312, Chuẩn bị và xác định khối lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa trộn nóng
bằng thiết bị đầm nén SuperpaveTM Gyratory Compactor
 T 320, Xác định ứng suất cắt vĩnh cửu và độ cứng của bê tông nhựa bằng thiết bị
thí nghiệm cắt Superpave (SST)

2.2

Tiêu chuẩn ASTM:
 D 3549, Chiều dầy hoặc chiều cao mẫu hỗn hợp trải mặt đường nhựa đã đầm
 D 4123, Thí nghiệm kéo gián tiếp để xác định modun đàn hồi của hỗn hợp bê tông
nhựa
3


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

 D 5361, Lấy mẫu hỗn hợp nhựa đường đã đầm để thí nghiệm trong phòng
2.3

Tài liệu khác:
 Sổ tay hướng dẫn thiết kế hỗn hợp Superpave TM trong xây dựng mới và tăng cường
lớp mặt

3

THUẬT NGỮ

3.1

Định nghĩa:

3.2

Từ biến– Là phần biến dạng kéo phụ thuộc vào thời gian do ứng xuất gây ra

3.3

Hệ số từ biến– Là phần biến dạng kéo phụ thuộc thời gian chia cho ứng xuất tác dụng

3.4

Cường độ chịu kéo – Là cường độ chịu kéo của một mẫu, để phân biệt với cường độ
chịu xoắn, nén hoặc chịu cắt.

3.5

Hệ số Poisson (µ) – Là giá trị tuyệt đối của tỷ số giữa biến dạng kéo theo phương
ngang trên biến dạng dọc trục tương ứng do ứng xuất trục phân phối đều dưới tỷ lệ
giới hạn của vật liệu.

4

TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

4.1

Tiêu chuẩn này miêu tả 2 qui trình. Một quy trình xác định từ biến kéo và cường độ
chịu kéo trên cùng một mẫu để phân tích nứt do nhiệt và quy trình khác xác định riêng
cường độ chịu kéo để phân tích nứt do mỏi.

4.2

Từ biến kéo được xác định bằng việc tác động một tĩnh lực có độ lớn cố định dọc theo
trục đường kính của mẫu. Biến dạng dọc và ngang đo được ở sát tâm mẫu được dùng
để tính toán hệ số từ biến kéo như một hàm số thời gian. Tải trọng được lựa chọn để
giữ biến dạng ngang nằm trong giới hạn đàn hồi nhớt tuyến tính (đặc trưng dưới một
biến dạng ngang 500 x 10-6 mm/mm) trong quá trình thí nghiệm từ biến. Bằng việc đo
biến dạng dọc và ngang ở các vùng có ứng xuất không đổi một cách tương đối, và
không bị ảnh hưởng phi tuyến cục bộ do các thanh thép chiụ tải sinh ra, hệ số Poisson
có thể được xác định chính xác hơn. Hệ số từ biến rất nhạy với việc đo hệ số poission.

4.3

Cường độ chịu kéo được xác định ngay sau khi xác định từ biến kéo hoặc xác định
riêng rẽ bằng việc áp dụng một mức biến dạng dọc không đổi (hoặc chuyển động của
piston nén) cho đến khi bị phá huỷ.

5

Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG

5.1

Các dữ liệu thí nghiệm từ biến và cường độ chịu kéo rất cần thiết trong thiết kế theo
Superpave với mức 2 và mức 3 và để xác định đường cong modun phục hồi chủ đạo
và các thông số nứt gẫy. Thông tin này dùng để tính toán tính năng mỏi và nứt do
nhiệt của bê tông nhựa trộn nóng (HMA). Đường cong modun phục hồi chủ đạo kiểm
soát sự phát triển vết nứt do nhiệt trong khi các thông số nứt gẫy xác định cường độ
chống nứt gẫy của bê tông nhựa.
4


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

5.2

Giá trị hệ số từ biến, cường độ chịu kéo và hệ số Poisson xác định được bằng tiêu
chuẩn này có thể dùng để phân tích sự đàn hồi nhớt tuyến tính và tính toán khả năng
nứt do mỏi và nứt ở nhiệt độ thấp của bê tông nhựa.

5.3

Dữ liệu từ biến kéo có thể dùng để đánh giá chất lượng tương đối của vật liệu.

5.4

Quy trình này có thể ứng dụng cho hỗn hợp được nung nóng lại, đầm lại, nhưng giá trị
hệ số từ biến sẽ thấp hơn so với hỗn hợp trộn mới do có sự thay đổi về độ nhớt của
chất kết dính; độ nhớt của chất kết dính là yếu tố quan trọng của biến dạng từ biến,
khi đo dưới điều kiện tải trọng và nhiệt độ quy định.

6

DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

6.1

Hệ thống thiết bị thí nghiệm kéo gián tiếp – Hệ thống thiết bị thí nghiệm kéo gián tiếp
gồm một thiết bị chất tải trục, một thiết bị đo tải trọng, các thiết bị đo biến dạng mẫu,
một buồng môi trường và một hệ thống thiết bị thu thập và kiểm soát dữ liệu.

6.1.1

Thiết bị chất tải trục – Thiết bị chất tải phải có khả năng cung cấp một tải trọng cố định
hoặc không đổi là 98 kN với độ phân giải ít nhất là 5 N và tốc độ chuyển vị đẩy nén
không đổi trong khoảng 12 và 75 mm/phút.

6.1.2

Thiết bị đo tải – Thiết bị đo tải gồm một cảm ứng điện tử đo tải, được thiết kế để đặt
giữa các tấm chất tải và pittông, với độ nhạy là 5 N, và công suất tối thiểu là 98 kN.

6.1.3

Thiết bị đo biến dạng mẫu – Thiết bị đo biến dạng mẫu phải gồm 4 bộ chuyển đổi vi sai
biến đổi tuyến tính (LVDT) với phạm vi ít nhất là 0.25mm và độ phân giải tối thiểu trên
toàn phạm vi là 0.125 µm.

6.1.4

Buồng môi trường – Cần phải trang bị cho buồng môi trường các máy điều hoà nhiệt
độ và bộ điều khiển có khả năng tạo nhiệt độ thí nghiệm giữa -30 và 30 0C trong buồng
và duy trì nhiệt độ thí nghiệm mong muốn trong phạm vi ± 0.2 0C. Kích thước bên trong
buồng môi trường phải đủ rộng để giữ được tối thiểu 3 mẫu trong vòng 12 giờ trước
khi thí nghiệm.

6.1.5

Hệ thống thu thập và kiểm soát dữ liệu – Sự ứng xử của mẫu trong thí nghiệm hệ số
từ biến được đánh giá qua các hồ sơ về thời gian áp dụng tải trọng và sự biến dạng
của mẫu. Các thông số này cần được ghi bằng kỹ thuật analog để chuyển sang thiết bị
thu nhận dữ liệu kỹ thuật số.

6.1.5.1 Khi xác định từ biến kéo cho mặt đường theo Superpave, thiết bị thu thập dữ liệu kỹ
thuật số phải cung cấp một tần xuất mẫu là 10 Hz cho 10 giây đầu tiên và 1 Hz cho 90
giây tiếp theo. Khi định thí nghiệm cường độ chịu kéo, thiết bị thu thập dữ liệu kỹ thuật
số phải cung cấp một tần xuất mẫu là 20 Hz cho suốt toàn bộ thí nghiệm. Cần có một
bản mạch 16/bit A/D để đạt được độ phân giải cần có khi xác định từ biến kéo và
phạm vi yêu cầu khi xác định cường độ chịu kéo.
6.1.6

Các điểm gắn đầu đo– Mỗi mẫu cần có 8 điểm đo bằng đồng có đường kính 8 mm và
cao 3.2 mm.

5


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

6.1.7

Dưỡng gá - Cần có một dưỡng gá để đặt và gá các điểm đo vào mỗi bên của mẫu thí
nghiệm (mỗi bên đặt 4 điểm đo) như minh hoạ ở hình 1 và 2. Hình 1 minh hoạ một
dưỡng gá dùng cho mẫu có đường kính 150 mm. Có thể dùng các hệ thống khác
tương tự và tương thích như đã dùng ở T320.

6.1.8

Khung chất tải mẫu thí nghiệm – Khung chất tải mẫu phải là khung được miêu tả ở
tiêu chuẩn ASTM D 4123 và có khả năng phân phối tải thí nghiệm trùng với mặt đứng
theo đường kính của mẫu và có sức kháng ma sát nhỏ hơn 2 kg trong bộ phận dẫn
hướng và/ hoặc ổ đỡ. Thông thường một khung dẫn hướng nhỏ hơn với khả năng
định hướng đặc biệt được sử dụng cùng với một khung chất tải lớn để hoàn thiện thiết
bị này (xem hình 2).

6


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

Tấm đỡ

8 lỗ vuông (Typ.)

Tấm đỡ

Khe
Mặt trên

Thay đổi (tối
thiểu 25)

Mặt bên
Chú thích: 1. Tất cả các kích thước đo bằng mm trừ lưu ý khác
2. Sai số ± 0.2 mm
3. Không tỉ lệ

Hình 1. -100 mm Dưỡng đỡ các điểm đo

7


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

Hình 2 – Khung chất tải mẫu

7

MỐI NGUY HIỂM

7.1

Khi chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm mẫu bê tông nhựa trộn nóng (HMA) cần tuân thủ
mọi qui định về an toàn của phòng thí nghiệm tiêu chuẩn.

8

TIÊU CHUẨN HOÁ

8.1

Hệ thống thiết bị thí nghiệm phải được hiệu chỉnh trước khi sử dụng lần đầu và sau đó
mỗi năm ít nhất 1 lần.

8.1.1

Xác định lại khả năng của bộ phận kiểm soát môi trường để duy trì nhiệt độ cần thiết
trong phạm vi độ chính xác đã xác định.

8.1.2

Xác định lại sự hiệu chỉnh của các thiết bị đo đạc (Ví dụ đầu cảm ứng đo tải và
LVDTs) của hệ thống thí nghiệm.

8.1.3

Nếu có bất kỳ dữ liêu thu được qua kiểm tra lại không phù hợp với độ chính xác đã qui
định, phải hiệu chỉnh vấn đề đó trước khi tiếp tục thí nghiệm. Các công việc phù hợp
có thể bao gồm: hiệu chỉnh menu đầu vào, bảo dưỡng các bộ phận của hệ thống, hiệu
8


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

chỉnh các thiết bị của hệ thống (bằng cách thuê một công ty hiệu chỉnh độc lập hoặc
dịch vụ của nhà sản xuất thiết bị, hoặc các nguồn lực tự có), hoặc thay thế các thiết bị
của hệ thống.
9

LẤY MẪU

9.1

Mẫu đúc trong phòng thí nghiệm – Chuẩn bị 3 mẫu đúc thí nghiệm trong phòng giống
nhua, đó là số lượng tối thiểu cho mỗi nhiệt độ thí nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn
T312 hoặc PP 3. Nếu sử dụng tiêu chuẩn PP 3, dùng một mũi khoan lõi phù hợp để
cắt lấy mẫu sau khi đã đầm.

9.2

Lấy mẫu trên mặt đường – Lấy mẫu thí nghiệm trên mặt đường xe chạy theo tiêu
chuẩn ASTM D 3561. Chuẩn bị mẫu khoan lõi để có các bề mặt bằng phẳng và song
song phù hợp với yêu cầu về chiều cao và đường kính đã quy định trong mục 10.2.
Chuẩn bị 3 lõi mẫu giống nhau cho mỗi nhiệt độ thí nghiệm.

10

CHUẨN BỊ MẪU VÀ XÁC ĐỊNH SƠ BỘ

10.1

Cưa cách 2 đầu mẫu ít nhất 6 mm ở mỗi mẫu để tạo ra các mặt bằng phẳng, song
song (cưa, cắt) để gá các điểm đo.
Chú thích 1 – Việc đo đạc được tiến hành trên các mặt cắt để thu được các kết quả
đồng đều hơn, có thể gắn chặt các điểm đo bằng epoxy.

10.2

Kích thước mẫu - Đối với hỗn hợp có cỡ hạt lớn nhất là 38 mm hoặc nhỏ hơn thì phải
chuẩn bị mẫu có chiều cao từ 38 ữ 50 mm và đường kính 150 ± 9 mm.

10.3

Xác định chiều cao và đường kính mẫu - Đo và ghi lại đường kính và chiều cao (chiều
dầy) của mỗi mẫu theo tiêu chuẩn ASTM 3549, và xác định số đo tới 1 mm.

10.4

Xác định tỷ trọng khối – Xác định tỷ trọng khối của mỗi mẫu theo tiêu chuẩn T166, trừ
khi lượng nước thấm trong mẫu vượt quá 2%, phải bọc mẫu bằng màng bọc plastic
thay vì phủ bằng paraffin.

10.5

Sấy khô mẫu thí nghiệm– Nếu mẫu thí nghiệm được ngâm trực tiếp trong nước, sau
khi xác định tỷ trọng khối, cho phép sấy khô mẫu ở nhiệt độ trong phòng cho đến khi
khối lượng không đổi.

10.6

Gá LVDTs – Gắn 4 điểm đo bằng Epoxy lên mỗi mặt phẳng của mẫu (4 mặt). Trên mỗi
mặt phẳng của mẫu, đặt hai điểm đo dọc theo trục ngang và hai điểm theo trục dọc với
khoảng cách từ tâm tới tâm là 30.0 ± 0.2 mm đối với mẫu có đường kính 150 ± 9 mm.
Chỗ đặt và vị trí của điểm đo ở mỗi mặt phải tạo ra hình ảnh của mỗi điểm đo khác.
Gắn LVDTs lên các điểm đo sao cho đường tâm của bộ chuyển đổi ở phía trên mẫu là
6.4 mm (xem Hình 3).

9


TCVN xxxx:xx

Chú thích:

AASHTO T322-03

1. Tất cả các kính thước đo bằng mm trừ lưu ý khác
2. Sai số ± 0.2mm
3. Không theo tỉ lệ

Hình 3 – Mặt cắt ngang của hệ thống gá đỡ LVDT cho mẫu có đường kính 150 mm
11

THÍ NGHIỆM TỪ BIẾN KÉO/ CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO (ĐỂ PHÂN TÍCH NỨT DO
NHIỆT)

11.1

Xác định thí nghiệm từ biến kéo/ cường độ chịu kéo ở nhiệt độ thí nghiệm 0 0C hoặc
thấp hơn. Tối thiểu phải dùng 3 nhiệt độ thí nghiệm.
Chú thích 2 – Quy trình phân tích hỗn hợp theo Superpave quy định nhiệt độ thí
nghiệm là 00C, -10 và -200C.
10


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

11.2

Hạ nhiệt độ của buồng môi trường xuống nhiệt độ thí nghiệm và khi đã đạt được nhiệt
độ thí nghiệm ± 0.20C, cho phép duy trì mỗi mẫu ở nhiệt độ thí nghiệm khoảng 3 ± 1
giờ trước khi thí nghiệm. Trong mọi trường hợp mẫu phải giữ mẫu tại nhiệt độ 0 0C
hoặc thấp hơn trên 24 giờ.

11.3

Đưa hệ thống đo đạc điện tử về số đọc 0 hoặc tái cân bằng và áp dụng một tĩnh lực có
độ lớn cố định (± 2%) mà không tác động tời mẫu trong thời gian100 ± 2 giây. Quãng
thời gian này tương ứng với nhu cầu đầu vào cho phần mềm Superpave. Nếu yêu cầu
phân tích tổng thể, quãng thời gian từ 1000 đến ± 2 giây được coi là thích hợp. Đối
với mẫu có đường kính 150 mm, sử dụng một tải trọng cố định để gây ra một biến
dạng ngang từ 0.00125 mm đến 0.0190 mm. Nếu vi phạm cả hai giới hạn, phải dừng
thí nghiệm, cho phép phục hồi 5 phút trước khi bắt đầu lại với một tải trọng đã điều
chỉnh. Phải tuân thủ các giới hạn để ngăn ngừa hiệu ứng phi tuyến, được đặc trưng
bởi vượt giới hạn trên, và các vấn đề quan trọng liên quan đến tiếng ồn và độ trôi lệch
trong cảm ứng khi vi phạm giới hạn biến dạng dưới.

11.4

Sau khi tải trọng cố định được áp dụng hoặc tái áp dụng, phải xác định cường độ chịu
kéo bằng việc tác động một tải lên mẫu với tốc độ đẩy nén12,5 mm/phút (dịch chuyển
dọc). Ghi lại biến dạng dọc và ngang ở hai đầu mẫu và tải trọng, cho đến khi tải trọng
bắt đầu giảm.
Chú thích 3 – Trong một số trường hợp, có thể chấp thuận việc không chất tải lên
mẫu trong khoảng thời gian giữa thí nghiệm hệ số từ biến và thí nghiệm cường độ.
Điều này sẽ tạo điều kiện để kiểm tra một số máy móc thiết bị thí nghiệm nhất định.

12

THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO (PHÂN TÍCH NỨT MỎI)

12.1

Sử dụng nhiệt độ thí nghiệm 20 0C hoặc thấp hơn hơn cho việc phân tích nứt do mỏi.
Phải áp dụng Chú thích 2 nếu việc phân tích được dùng cho Superpave mức 2 và
mức 3.

12.2

Hạ nhiệt độ của buồng môi trường xuống nhiệt độ thí nghiệm và, một khi đã đạt được
nhiệt độ thí nghiệm ± 0.2 0C, cho phép mỗi mẫu được giữ tại nhiệt độ thí nghiệm trong
thời gian 3 ± 1 giờ trước khi thí nghiệm.

12.3

Đưa hệ thống đo đạc điện tử về số đọc 0 hoặc tái cân bằng và tác động một tải trọng
lên mẫu với tốc độ đẩy nén là 50 mm/ phút (chuyển động dọc). Ghi lại độ chuyển dịch
dọc, ngang và tải trọng cho đến khi tải trọng bắt đầu giảm. Dừng thí nghiệm ngay khi
tải trọng bắt đầu giảm để phòng ngừa thiết bị LVDTs bị hư hại do mẫu bị phá huỷ đột
ngột.

13

TÍNH TOÁN

13.1

Tính toán độ rỗng bê tông nhựa ở mỗi mẫu thí nghiệm theo tiêu chuẩn T269.

13.2

Tính toán hệ số từ biến và cường độ chịu kéo:.

13.2.1 Phần mềm Superpave tạo ra một tập hợp gồm 6 biến dạng dọc và ngang cần thiết
trong việc phân tích hỗn hợp. Thông số đầu ra cũng cho biết cường độ chịu kéo của
11


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

hỗn hợp. Chương trình phần mềm được xây dung từ những quan hệ đã cho trong các
mục sau.
13.3

Hệ số từ biến – mô hình toán học

13.3.1 3 mẫu tham chiếu được phân tích cùng một lúc để giảm độ khác biệt trong việc xác
định hệ số Poisson và như vậy cũng xác định được hệ số từ biến.
13.3.2 Xác định độ dày và kích thước trung bình bằng mm và tải trọng từ biến bằng kN cho
3 mẫu giống nhau.
3

bavg =

∑b

n

n −1

(1)

3
3

Davg =

∑D

n

n −1

(2)

3
3

Pavg =

∑P
n −1

n

(3)

3

Trong đó:



= Tổng giá trị 3 mẫu có chiều dầy, đường kính, tải trọng từ biến; tính bằng kN

bavg Davg Pavg = Chiều dày trung bình, đường kính và tải trọng từ biến của 3 mẫu giống
nhau, và

bn Dn Pn

= Chiều dày, đường kính và tải trọng từ biến của mẫu n (n = 1 đến 3)

13.3.3 Tính toán chuỗi biến dạng ngang và dọc đã được chuẩn hoá cho một trong số 6 mặt
mẫu (3 mẫu, mỗi mẫu 2 mặt)

∆Χn ,i ,t =∆Χ I ,T

×

Pavg
bn
D
× n ×
bavg Davg
Pn

(4)

∆Υn ,i ,t =∆ΥI ,T

×

Pavg
bn
D
× n ×
bavg Davg
Pn

(5)

Trong đó:
∆Χ n ,i ,t = Biến dạng ngang đã chuẩn hoá của mặt i (i = 1 đến 6) tại thời điểm t (t = 0 đến
tfinal trong đó tfinal là tổng thời gian từ biến);
∆Υn ,i ,t = Biến dạng dọc đã chuẩn hoá của mặt i tại thời điểm t;
12


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

∆Χ ,i,t = Biến dạng ngang của mặt i tại thời điểm t, và
∆Υ,i,t = Biến dạng dọc của mặt i tại thời điểm t,
13.3.4 Tính biến dạng ngang và dọc trung bình ∆Χ a,i và ∆Υa,i tại thời điểm ứng với một nửa
tổng thời gian thí nghiệm từ biến cho từng mặt của 6 mặt mẫu. Vì vậy, đối với 100 giây
thí nghiệm từ biến, sẽ thu được biến dạng ứng với t= 50 giây.

∆Χ a,i = ∆Χ n ,i ,tmid

(6)

∆Υa,i = ∆Υ n,i ,tmid

(7)

Trong đó:

∆Χ a,i + ∆Υa,i = Biến dạng ngang và dọc trung bình của mặt i
∆Χ n ,i ,t mid = Biến dạng ngang đã chuẩn hoá tại thời điểm ứng với nửa tổng thời gian thí
nghiệm từ biến của mặt i và

∆Υn,i ,tmid = Biến dạng dọc đã chuẩn hoá tại thời điểm ứng với nửa tổng thời gian thí
nghiệm từ biến của mặt i

13.3.5 Tính giá trị trung bình được chọn lọc của độ võng ∆Χ i và ∆Υi . Giá trị trung bình này
được tính bằng cách sắp xếp theo độ lớn của 6 giá trị ∆Χ a,i và ∆Υa,i rồi lấy trung
bình 4 giá trị ở giữa . Như vậy, giá trị lớn nhất và nhỏ nhất được loại ra khi tính giá trị
trung bình chọn lọc
5

∆Χt =

∑∆Χ

r, j

j =2

4

(8)

5

∆Υt =

∑∆Υ

r, j

j =2

4

(9)

Trong đó:
∆Χ r, j = Giá trị ∆Χ a,i được xếp theo thứ tự tăng dần
∆Υr, j = Giá trị ∆Υa,i được xếp theo thứ tự tăng dần
∆Χ t = Giá trị trung bình chọn lọc của biến dạng ngang
∆Υt = Giá trị trung bình chọn lọc của biến dạng dọc
13.3.6 Tính tỉ lệ biến dạng ngang trên biến dạng dọc, X/Y như sau:
Χ ∆Χ t
=
Υ ∆Υt

(10)

13


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

13.3.7 Tính giá trị trung bình chọn lọc, ∆Χ tm ,t , của 6 chuỗi biến dạng ngang
5

∆Χ tm ,t =

∑ ∆Χ
j =2

r , j ,t

(11)

4

Trong đó:
∆Χ rj,t = Các chuỗi ∆Χ i,t được sắp xếp, trong đó i = 6 chuỗi được sắp xếp theo thứ tự
đã được xác lập tại phần 13.3.5 cho ∆Χ r, j và
∆Χ tm,t = Giá trị trung bình của các chuỗi ∆Χ i,t
13.3.8 Tính hệ số từ biến, D(t):
D( t ) =

∆Χ tm ,t × Davg × bavg
Pavg × GL

× C cmpl

(12)

D( t ) = ( kPa ) tại thời điểm t
GL = Chiều dài đo bằng m (38 x 10-3 cho mẫu có đường kính 150 mm) và,
−1

C cmpl

Χ
= 0.6354 ×   − 0.332
Υ


 bavg
0.704 − 0.213

 Davg



b
 ≤ C cmpl ≤ 1.566 − 0.195 avg

D


 avg






(13)

13.3.9 Tỷ số Poisson có thể tính bằng:
2
 bavg
Χ
v = −0.10 + 1.480  − 0.778
D
Υ
 avg

2

  Χ 2
  
 Υ


(14)

Trong đó:
0.05 ≤ v ≥ 05.0
13.4

Cường độ chịu mỏi – Mô hình toán học:

13.4.1 Mô hình tính cường độ phá huỷ của mỗi mẫu thí nghiệm. Cường độ phá huỷ được
định nghĩa là ứng xuất tại thời điểm xẩy ra sự phá huỷ đầu tiên trong mẫu. Giá trị này
nhỏ hơn hoặc bằng ứng xuất tới hạn của mẫu và được xác bằng việc phân tích biến
dạng trên cả 2 mặt của mỗi mẫu
13.4.2 Tính độ dày trung bình và đường kính của 3 mẫu:

14


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx
3

bavg =

∑b

n

n −1

3

(15)

3

Davg =

∑D
n −1

n

3

(16)

Trong đó:
bavg , Davg = Độ dày trung bình và đường kính 3 mẫu và
bn , Dn

= Độ dày và đường kính của mẫu n(n=1-3

13.4.3 Việc phân tích cường độ chịu mỏi cần có hệ số Poisson. Nếu thí nghiệm từ biến được
thực hiện, phải sử dụng hệ số Poisson tính từ dữ liệu từ biến và chuyển sang phần
13.4.4. Nếu thực hiện thí nghiệm cường độ mà không có thí nghiệm từ biến, phải tính
hệ số Poisson như sau:
13.4.3.1 Tính Pavg cho 3 mẫu như sau:
3

Pavg =

∑ ( 0.5)P

ult , n

n =1

(17)

3

Pavg = Bình quân một nửa tải trọng tới hạn tính từ kết quả của 3 mẫu và
Pult ,n = Tải trọng đỉnh của mẫu n
13.4.3.2 Tính toán biến dạng dọc và ngang ∆Χ a,i và ∆Υa,i cho từng mặt của mỗi mẫu tương
ứngi với Pavg
∆Χ a,i = ∆Χ i,tai

(18)

∆Υa,i = ∆Υi,tai

(19)

Trong đó:
∆Χ i,tai = Biến dạng ngang tương ứng với Pavg
∆Υi,tai = Biến dạng dọc tương ứng với Pavg cho mặt i và
t ai = Thời điểm tương ứng với Pavg cho mẫu i
13.4.3.3 Tính biến dạng đã chuẩn hoá ∆Χ n,i và ∆Yn ,i như sau:
∆Χ n ,i = ∆Χ a ,i ×

bn
D
× n
bavg Davg

(20)

15


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03
∆Υn ,i = ∆Υa ,i ×

bn
D
× n
bavg Davg

(21)

Trong đó:
∆Χ n,i = Biến dạng ngang đẫ chuẩn hoá cho mặt i và
∆Yn ,i = Biến dạng ngang dọc đã chuẩn hoá cho mặt i
13.4.3.4 Tính bình quân chọn lọc của các biến dạng ngang và biến dạng dọc chuẩn hoá ( ∆Χ t
và ∆Υt ). Giá trị trung bình này được tính bằng cách sắp xếp theo độ lớn giá trị biến
dạng dọc, 6 giá trị biến dạng ngang ∆Χ t và ∆Υt và lấy trung bình của 4 giá trị ở giữa.
Do đó, các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các biến dạng ngang và biến dạng dọc
được loại ra khi tính giá trị trung bình chọn lọc
5

∆Χ t =

∑ ∆Χ
j =2

r, j

4

(22)

5

∆Υt =

∑ ∆Υ
j =2

r, j

4

(23)

Trong đó:
∆Χ r, j = Các giá trị ∆Χ a,i được xếp theo thứ tự tăng dần
∆Yr , j = Các giá trị ∆Υa,i được xếp theo thứ tự tăng dần
∆Χ t = Giá trị trung bình chọn lọc của biến dạng dọc và,
∆Yt = Giá trị trung bình của biến dạng ngang
13.4.3.5 Tính tỷ số biến dạng ngang trên biến dạng dọc X/Y như sau:
Χ ∆Χ t
=
Υ ∆Υt

(24)

Hệ số Poisson, v , được tính :
2
 bavg
Χ
v = −0.10 + 1.480  − 0.778
D
Υ
 avg

Trong đó:
0.05 ≤ v ≤ 05.0
16

2

  Χ 2
  
 Υ


(25)


AASHTO T322-03

TCVN xxxx:xx

13.4.4 Xác định mặt phá hủy và thời gian phá huỷ t f ,n cho từng mẫu. Việc này được thực hiện
bằng cách vẽ biến dạng thẳng đứng trừ biến dạng ngang là một hàm số của thời gian.
Chỉ xét các mặt mà y – x theo thời gian là dương theo cách sau:
13.4.4.1 Trường hợp 1: y – x theo thời gian là dương đối với cả 2 mặt. Xác định mặt mà y – x
đạt đỉnh (đạt giá trị cực đại rồi giảm) với thời gian thí nghiệm ngắn nhất. Lấy thời điểm
đạt đỉnh thứ nhất này là t f ,n
13.4.4.2 Trường hợp 2: y – x theo thời gian là dương với 1 mặt. Đối với mặt có y –x tương
ứng theo thời gian là dương, xác định thời điểm tại đó đỉnh hoặc cực đại y – x xẩy ra
là t f ,n
13.4.4.3 Trường hợp 3: y – x theo thời gian là âm đối với cả 2 mặt. Thí nghiệm không có hiệu
lực t f ,n = thời điểm tại đó phá huỷ đầu tiên xẩy ra trên mẫu, n.
13.4.5 Xác định tải trọng phá huỷ Pf , n , là tải trọng xẩy ra tại thời điểm t f ,n
Trong đó:
Pf,n = tải trọng phá huỷ đầu tiên đối với mẫu, n
13.4.6 Tính cường độ chịu kéo cho từng mẫu, St , n như sau:
S t ,n =

2 × Pf ,n

π × bn × Dn

(26)

Trong đó:
S t ,n = cường độ chịu kéo của mẫu, n.
13.4.7 Tính cường độ chịu kéo trung bình
3

St =

∑S
n =1

t ,n

(27)

3

Trong đó: S t = Cường độ chịu kéo trung bình của hỗn hợp
14

BÁO CÁO

14.1

Báo cáo các thông tin sau đây:

14.1.1 Tỷ trọng khối của mỗi mẫu được thí nghiệm, chính xác đến 0.001;
14.1.2 Tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa, chính xác đến 0.001;
14.1.3 Độ rỗng bê tông nhựa của mỗi mẫu, chính xác đến 0.1%;
14.1.4 Chiều cao và đường kính mỗi mẫu thí nghiệm, chính xác đến mm;

17


TCVN xxxx:xx

AASHTO T322-03

14.1.5 Nhiệt độ thí nghiệm, chính xác đến 0.20C và mức độ tải trọng dùng trong thí nghiệm từ
biến chính xác tới 5 N;
14.1.6 Các giá trị hệ số từ biến D(t) đã tính được từ phần mềm Superpave và;
14.1.7 Cường độ chịu kéo (út) của hỗn hợp tính chính xác đến Pascal như đã tính bởi phần
mềm Superpave.
15

ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ

15.1

Độ chính xác – Chưa tiến hành việc nghiên cứu để xây dung dự báo độ chính xác

15.2

Sai số – Chưa thực hiện các nghiên cứu cần thiết để thiết lập sai số của phương pháp

16

CÁC TỪ KHOÁ

16.1

Hệ số từ biến, cường độ chịu kéo, hệ số từ biến theo đường kính, thí nghiệm từ biến
kéo, thí nghiệm phá huỷ ; thiết bị chuyển đổi visai tuyến tính

17

THAM KHẢO
Buttlar, W và R.Roque 1994 “ Phát triển và đánh giá hệ thống phân tích và đo đạc
SHRP về thí nghiệm kéo gián tiếp ở nhiệt độ thấp” được trình bầy tại Hội nghị Viện
nghiên cứu Vận tải năm 1994

1

PP 3-94 được in lại vào tháng 5 -2005 – biên tập từ các tiêu chuẩn AASHTO
Provisional Standards.

18



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×