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

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

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

(Dự thảo)

Hà Nội, 2015

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 : 62.58.02.05

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Đường ôtô và đường thành phố

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS. TS. Lã Văn Chăm

GS. TS. Nguyễn Xuân Đào

Hà Nội, 2015

LỜI CÁM ƠN

Sau hơn ba năm nỗ lực hết mình và được sự chỉ dẫn nhiệt tình của các thầy hướng

dẫn, sự ủng hộ của nhà trường, sự giúp đỡ của thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè, người thân,

luận án “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi bê tông asphalt làm lớp mặt

đường tại Việt Nam” của tôi đã hoàn thành.

Lời tri ân sâu sắc nhất tôi xin được dành cho hai người thầy đáng kính đã trực tiếp

hướng dẫn, giúp đỡ, khích lệ tôi là PGS.TS Lã Văn Chăm và GS.TS Nguyễn Xuân Đào.

Điều đặc biệt là PGS.TS Lã Văn Chăm - người thầy đã từng hướng dẫn tôi làm luận văn

thạc sĩ, nay lại tiếp tục nâng đỡ tôi làm luận án tiến sĩ. Dù Thầy không hay thể hiện ra

ngoài, nhưng tôi cảm nhận được sự tận tâm hiếm có. GS.TS Nguyễn Xuân Đào trong suốt

quá trình hướng dẫn đã thường xuyên điện thoại thăm hỏi tình hình, góp ý và động viên tôi

cố gắng sớm hoàn thành công trình nghiên cứu. Những lời khen của Thầy dành cho tôi (dù

tôi tự thấy mình chưa thực sự xứng đáng) là sự khích lệ quý giá, giúp tôi vượt qua những trở

ngại, khó khăn để bước tiếp trên con đường khoa học không dễ dàng này.

Xin chân thành cám ơn TS. Nguyễn Quang Phúc - người tư vấn cho tôi chọn đề tài và

có nhiều chia sẻ về vấn đề nghiên cứu. Xin chân thành cám ơn GS.TS Phạm Duy Hữu,

PGS.TS Trần Thị Kim Đăng, TS. Nguyễn Mai Lân, TS. Nguyễn Quang Tuấn đã rất quan

tâm và cho tôi nhiều góp ý chuyên môn xác đáng.

Xin cám ơn Phòng thí nghiệm Vật liệu xây dựng - Bộ môn Vật liệu xây dựng - Viện

Kỹ thuật xây dựng, Bộ môn Đường bộ trường Đại học GTVT, Phòng thí nghiệm VILAS 047,

LAS-XD 456 - Trung tâm Kiểm định chất lượng CTGT Bà Rịa Vũng Tàu, Công ty Cổ phần

CTGT Bà Rịa Vũng Tàu đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong công tác làm mẫu và thí nghiệm.

Tôi cũng xin cám ơn Ban Giám hiệu trường Đại học GTVT TP. Hồ Chí Minh đã ủng

hộ và tạo điều kiện cho tôi làm luận án. Cám ơn anh em Phòng Đào tạo, các đồng nghiệp

trong bộ môn đã nhiệt tình hỗ trợ công việc trong thời gian tôi đi làm nghiên cứu.

Và lòng biết ơn thẳm sâu xin dành cho những người thân đã luôn ở bên và chia sẻ

cùng tôi trong suốt những chặng đường gian nan vất vả vừa qua. Thành quả của ngày hôm

nay xin ghi khắc công lao của tất cả mọi người.

Trân trọng.

Hà Nội, ngày 04 tháng 5 năm 2015

Nghiên cứu sinh

Trần Thiện Lưu

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC ............................................................................................................... i

LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................... vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT....................................................viii

DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... x

PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................... 1

1. Đặt vấn đề ....................................................................................................... 1

2. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 2

3. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 3

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 4

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................ 4

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI CỦA BÊ TÔNG ASPHALT .............................. 6

1.1 Định nghĩa mỏi ............................................................................................... 6

1.2 Các dạng nứt do mỏi được nghiên cứu........................................................... 6

1.2.1 Nứt từ dưới lên (nứt dạng cá sấu)............................................................. 7

1.2.2 Nứt từ trên xuống (nứt theo chiều dọc).................................................... 8

1.3 Phân tích các nghiên cứu liên quan về các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi

của bê tông asphalt.......................................................................................... 8

1.3.1 Nhóm liên quan đến tải trọng................................................................... 9

1.3.2 Nhóm liên quan đến môi trường ............................................................ 13

1.3.3 Nhóm liên quan đến hỗn hợp bê tông asphalt........................................ 16

1.4 Các mô hình và chế độ kiểm soát thí nghiệm mỏi bê tông asphalt .............. 20

1.4.1 Các mô hình thí nghiệm ......................................................................... 20

1.4.1.1 Mô hình uốn dầm.............................................................................. 20

1.4.1.2 Mô hình kéo - nén............................................................................. 21

ii

1.4.1.3 Mô hình cắt xoay .............................................................................. 22

1.4.2 Các chế độ kiểm soát thí nghiệm mỏi .................................................... 22

1.4.2.1 Khống chế ứng suất.......................................................................... 22

1.4.2.2 Khống chế biến dạng ........................................................................ 22

1.5 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng độ bền mỏi bê tông asphalt .......... 23

1.5.1 Trên thế giới ........................................................................................... 23

1.5.1.1 Các trường phái thiết kế kết cấu áo đường mềm.............................. 23

1.5.1.2 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng .......................................... 24

1.5.2 Tại Việt Nam.......................................................................................... 28

1.6 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết ................................................ 29

1.7 Mục tiêu và nội dung của đề tài nghiên cứu................................................. 30

1.7.1 Mục tiêu.................................................................................................. 30

1.7.2 Nội dung ................................................................................................. 30

1.8 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 31

1.9 Kết luận chương 1......................................................................................... 31

Chương 2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐỘ BỀN MỎI BÊ TÔNG

ASPHALT TRONG MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN CỦA VIỆT NAM........ 33

2.1 Xác định các thông số chính cho thí nghiệm mỏi......................................... 33

2.1.1 Nhiệt độ thí nghiệm................................................................................ 33

2.1.2 Tần số tải thí nghiệm.............................................................................. 35

2.1.3 Chế độ thí nghiệm .................................................................................. 37

2.1.4 Vật liệu bê tông asphalt.......................................................................... 39

2.1.4.1 Lựa chọn loại bê tông asphalt........................................................... 39

2.1.4.2 Lựa chọn loại bột khoáng ................................................................. 39

2.1.5 Tổng hợp mẫu thí nghiệm ...................................................................... 41

2.2 Chế tạo mẫu .................................................................................................. 42

2.2.1 Thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt ........................................................... 43

iii

2.2.1.1 Vật liệu ............................................................................................. 43

2.2.1.2 Thiết kế thành phần hỗn hợp BTNC 12,5 ........................................ 46

2.2.1.3 Thiết kế thành phần hỗn hợp BTNC 19 ........................................... 50

2.2.2 Thi công tại hiện trường ......................................................................... 51

2.2.2.1 Địa điểm, thời gian thi công ............................................................. 51

2.2.2.2 Chế tạo hỗn hợp bê tông asphalt ...................................................... 51

2.2.2.3 Thi công tại hiện trường ................................................................... 52

2.2.3 Gia công mẫu thí nghiệm ....................................................................... 53

2.2.3.1 Cắt mẫu tại hiện trường .................................................................... 53

2.2.3.2 Gia công mẫu dầm tại xưởng ........................................................... 53

2.3 Các tính chất cơ lý của bê tông asphalt sau thi công.................................... 54

2.3.1 Bê tông asphalt loại BTNC 12,5 ............................................................ 54

2.3.1.1 Thành phần hạt ................................................................................. 54

2.3.1.2 Độ chặt thi công................................................................................ 55

2.3.1.3 Các chỉ tiêu cơ lý khác ..................................................................... 56

2.3.2 Bê tông asphalt loại BTNC 19 ............................................................... 57

2.3.2.1 Thành phần hạt ................................................................................. 57

2.3.2.2 Độ chặt thi công................................................................................ 58

2.3.2.3 Các chỉ tiêu cơ lý khác ..................................................................... 59

2.4 Thí nghiệm mỏi............................................................................................. 59

2.4.1 Sấy mẫu .................................................................................................. 59

2.4.2 Lưu trữ mẫu............................................................................................ 59

2.4.3 Mô tả thí nghiệm .................................................................................... 60

2.4.4 Các kết quả thí nghiệm........................................................................... 61

2.4.4.1 Mô đun độ cứng động (Smix)............................................................. 61

2.4.4.2 Ứng suất cực đại (o)........................................................................ 62

2.4.4.3 Biến dạng kéo cực đại (o)................................................................ 62

iv

2.4.4.4 Góc lệch pha ()............................................................................... 63

2.4.5 Đánh giá độ tin cậy kết quả thí nghiệm.................................................. 63

2.5 Kết luận chương 2......................................................................................... 65

Chương 3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN MỎI BÊTÔNG

ASPHALT.......................................................................................... 67

3.1 Kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 (BD) ................................................... 67

3.1.1 Mô đun độ cứng (S)................................................................................ 69

3.1.1.1 Điều kiện thí nghiệm 10 độ C, tần số 5 Hz ...................................... 69

3.1.1.2 Điều kiện thí nghiệm 10 độ C, tần số 10 Hz .................................... 71

3.1.1.3 Điều kiện thí nghiệm 20 độ C, tần số 5 Hz ...................................... 72

3.1.1.4 Điều kiện thí nghiệm 20 độ C, tần số 10 Hz .................................... 73

3.1.1.5 Phân tích kết quả mô đun độ cứng ................................................... 74

3.1.2 Ứng suất () ........................................................................................... 81

3.1.3 Lực tác dụng (F)..................................................................................... 84

3.1.4 Góc lệch pha ()..................................................................................... 86

3.1.5 Xây dựng biểu thức đặc trưng độ bền mỏi BTNC 12,5 ......................... 89

3.2 Kết quả thí nghiệm mỏi bê tông asphalt loại BTNC 19 ............................... 91

3.2.1 Tổng hợp kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 19.......................................... 91

3.2.2 Mô đun độ cứng (S)................................................................................ 91

3.2.3 Xây dựng biểu thức đặc trưng độ bền mỏi BTNC 19 ............................ 93

3.3 Kết quả thí nghiệm mỏi loại BTNC 12,5 (CC) và BTNC 12,5 (CX)........... 94

3.3.1 Bê tông asphalt sử dụng bột khoáng CaCO3 .......................................... 94

3.3.2 Bê tông asphalt sử dụng bột khoáng CaCO3 + xi măng......................... 98

3.4 Phân tích kết quả thí nghiệm độ bền mỏi bê tông asphalt.......................... 101

3.4.1 Loại BTNC 12,5 và BTNC 19.............................................................. 101

3.4.2 Các loại BTNC 12,5 sử dụng loại bột khoáng khác nhau.................... 102

v

3.5 Xây dựng phương trình độ bền mỏi cho các loại BTNC 12,5 đã thí nghiệm

..................................................................................................................... 108

3.5.1 Phương trình độ bền mỏi cho BTNC 12,5 (dạng 1)............................. 108

3.5.2 Phương trình độ bền mỏi cho BTNC 12,5 (dạng 2)............................. 109

3.6 Kết luận chương 3....................................................................................... 110

Chương 4. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THIẾT KẾ KẾT CẤU

ÁO ĐƯỜNG MỀM TẠI VIỆT NAM.............................................. 112

4.1 Đề xuất kiểm toán mỏi lớp bê tông asphalt trong kết cấu áo đường mềm. 112

4.1.1 Cơ sở lý thuyết...................................................................................... 112

4.1.2 Trình tự tính toán.................................................................................. 116

4.1.3 Lựa chọn điều kiện tính toán................................................................ 117

4.1.3.1 Nhiệt độ .......................................................................................... 117

4.1.3.2 Tần số tải trọng............................................................................... 118

4.1.4 Xác định biến dạng cho phép (cp) và biến dạng tính toán (tt)............ 118

4.1.4.1 Biến dạng cho phép (cp) ................................................................ 118

4.1.4.2 Biến dạng tính toán (tt).................................................................. 118

4.2 Ứng dụng kiểm toán mỏi lớp BTNC 12,5 trong kết cấu áo đường mềm... 119

4.2.1 Thông số đầu vào dùng kiểm toán mỏi ................................................ 119

4.2.1.1 Kết cấu áo đường, thông số vật liệu ............................................... 119

4.2.1.2 Xác định điều kiện kiểm toán mỏi.................................................. 120

4.2.2 Biến dạng cho phép ở đáy lớp BTNC 12,5 (cp) .................................. 120

4.2.3 Biến dạng tính toán (tt) đáy lớp BTNC 12,5 trong kết cấu áo đường. 122

4.2.3.1 Mô hình tải tác dụng....................................................................... 122

4.2.3.2 Tính biến dạng (tt) đáy lớp bê tông asphalt................................... 122

4.2.4 Đánh giá................................................................................................ 123

4.2.4.1 Kết cấu 1......................................................................................... 123

4.2.4.2 Kết cấu 2......................................................................................... 124

vi

4.2.4.3 Nhận xét.......................................................................................... 125

4.3 Kết luận chương 4....................................................................................... 125

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................... 126

1. Đóng góp về mặt khoa học ......................................................................... 126

2. Đóng góp về mặt thực tiễn.......................................................................... 127

3. Hạn chế ....................................................................................................... 127

4. Kiến nghị..................................................................................................... 128

5. Hướng nghiên cứu tiếp ............................................................................... 128

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ....................................................... xvii

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................xviii

vii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được công bố.

Tác giả luận án

Trần Thiện Lưu

viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BTNC Bê tông nhựa chặt

CPĐD Cấp phối đá dăm

NCS Nghiên cứu sinh

4PBT Four Point Bending Tests (thí nghiệm uốn dầm 4 điểm)

AASHTO American Association of State Highways and Transportation Officials

(Hiệp hội những người làm đường và vận tải toàn nước Mỹ)

AC Asphalt concrete (Bê tông asphalt)

AI Asphalt Institute (Viện asphalt)

ASTM American Society of Testing Materials (Hiệp hội thí nghiệm vật liệu

Mỹ)

ITT Indirect Tensile Test (Thí nghiệm kéo gián tiếp)

LCPC Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (Phòng thí nghiệm trung

tâm Đường và Cầu)

M-E Mechanical - Empirical (Cơ - thực nghiệm)

ME PDG (DARWin-ME) Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (Hướng

dẫn thiết kế mặt đường theo Cơ học thực nghiệm)

NCAT The National Center for Asphalt Technology (Trung tâm công nghệ

Asphalt)

NCHRP National Cooperative Highway Research Program (Chương trình hợp

tác nghiên cứu đường)

Nf Số chu kỳ tác dụng của tải trọng lặp

Nf50 Số chu kỳ tải trọng lặp tác dụng làm suy giảm mô đun độ cứng còn lại

50% trị số ban đầu

RILEM The International Union of Laboratories and Experts in Construction

Materials (Hiệp hội quốc tế các phòng thí nghiệm và chuyên gia trong

lĩnh vực vật liệu xây dựng)

ix

SHRP Strategic Highway Research Program (chương trình nghiên cứu Chiến

lược đường bộ)

SPDM Shell Pavement Design Manual (hướng dẫn thiết kế mặt đường Shell)

UCTST Uniaxial Cyclic Tensile Stress Tests (Thí nghiệm kéo dọc trục tải trọng

lặp)

AFT Apparent film thickness (chiều dày màng bi tum)

 Biến dạng tương đối (m/m), biến dạng tương đối gọi tắt là “biến dạng”

m/m ~ microstrain, viết tắt là 

Gb Tỷ trọng của bi tum

Gmb Mixture bulk specific gravity (tỷ trọng khối hỗn hợp bê tông asphalt)

Gmm Maximum specific gravity (tỷ trọng lớn nhất)

Gmm Theoretical maximum specific gravity (tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp bê

tông asphalt)

Gsa Tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt liệu

Gsb Average Aggregate Specific Gravity (tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu)

Gse Tỷ trọng có hiệu của hỗn hợp cốt liệu

HMA 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)

Pba Hàm lượng bi tum hấp phụ, % khối lượng của hỗn hợp cốt liệu

Pbe Hàm lượng bi tum có hiệu, % khối lượng của hỗn hợp bê tông asphalt

Pmm % khối lượng của tổng khối lượng hỗn hợp ở trạng thái rời (Pmm= 100)

Ps Tỷ lệ cốt liệu theo % tổng khối lượng hỗn hợp bê tông asphalt

Ss Aggregate Specific Surface (tỷ diện bề mặt)

Va Volume of Air Voids (độ rỗng dư)

VBE Effective asphalt content, percent by volume (hàm lượng bi tum có hiệu)

VFA Voids Filled with Asphalt (độ rỗng lấp đầy bi tum)

VMA Voids in the Mineral Aggregate (độ rỗng cốt liệu)

x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Ảnh hưởng yếu tố thành phần lên khả năng làm việc của hỗn hợp [31]... 17

Bảng 2.1 Nhiệt độ mặt đường bê tông asphalt ở VN [4] .......................................... 34

Bảng 2.2 Xác định tần số tải thông qua vận tốc và chiều dài vùng phân bố tải........ 35

Bảng 2.3 Tổng hợp số lượng mẫu theo điều kiện thí nghiệm độ bền mỏi................ 42

Bảng 2.4 Thành phần hạt các nhóm đá dùng thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt........ 43

Bảng 2.5 Chỉ tiêu cơ lý các nhóm đá dùng cho hỗn hợp asphalt.............................. 43

Bảng 2.6 Thành phần hạt cát tự nhiên dùng cho hỗn hợp asphalt ............................ 44

Bảng 2.7 Một số chỉ tiêu của cát tự nhiên dùng cho hỗn hợp asphalt....................... 45

Bảng 2.8 Kết quả thí nghiệm các loại bột khoáng dùng cho nghiên cứu.................. 45

Bảng 2.9 Kết quả thí nghiệm độ ẩm các loại bột khoáng ......................................... 45

Bảng 2.10 Kết quả thí nghiệm xi măng PCB40 - Nghi Sơn ..................................... 45

Bảng 2.11 Kết quả thí nghiệm bi tum dùng trong nghiên cứu.................................. 46

Bảng 2.12 Thành phần hỗn hợp cốt liệu BTNC 12,5 dùng cho nghiên cứu............. 47

Bảng 2.13 Kết quả thí nghiệm lựa chọn hàm lượng bi tum...................................... 47

Bảng 2.14 Kết quả thí nghiệm BTNC 12,5 với hàm lượng bi tum 5,38%................ 48

Bảng 2.15 Thành phần vật liệu cho 1 tấn hỗn hợp BTNC 12,5................................ 50

Bảng 2.16 Thành phần hỗn hợp cốt liệu BTNC 19 dùng cho nghiên cứu................ 50

Bảng 2.17 Kết quả thí nghiệm BTNC 19 với hàm lượng bi tum 5,21%................... 51

Bảng 2.18 Thành phần vật liệu cho 1 tấn hỗn hợp BTNC 19................................... 51

Bảng 2.19 Thành phần cấp phối hạt BTNC 12,5 sau thi công.................................. 55

Bảng 2.20 Độ chặt BTNC 12,5 sau thi công............................................................. 55

Bảng 2.21 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của BTNC 12,5 sau thi công........ 56

Bảng 2.22 Cường độ kéo uốn của BTNC 12,5 thí nghiệm ở 10 độ C và 20 độ C.... 57

Bảng 2.23 Thành phần cấp phối hạt BTNC 19 sau thi công..................................... 57

Bảng 2.24 Độ chặt BTNC 19 sau thi công................................................................ 58

xi

Bảng 2.25 Các chỉ tiêu kỹ thuật của BTNC 19 sau thi công..................................... 59

Bảng 2.26 Thời gian tối thiểu ổn định nhiệt cho mẫu trước khi thí nghiệm [41]..... 60

Bảng 2.27 Đánh giá độ tin cậy của kết quả thí nghiệm mỏi cho loại BTNC 12,5.... 64

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm độ bền mỏi BTNC 12,5 (BD)............. 67

Bảng 3.2 Bảng so sánh mức suy giảm mô đun độ cứng ở tần số 5 Hz và 10 Hz...... 76

Bảng 3.3 Bảng so sánh mức độ suy giảm độ bền mỏi theo biến dạng...................... 80

Bảng 3.4 Bảng so sánh mức độ tăng ứng suất ban đầu theo biến dạng .................... 83

Bảng 3.5 Bảng so sánh mức độ tăng ứng suất ban đầu theo tần số........................... 84

Bảng 3.6 Bảng so sánh mức độ giảm lực tác dụng ban đầu theo nhiệt độ................ 86

Bảng 3.7 Trị số góc lệch pha ban đầu (o) ở các điều kiện thí nghiệm .................... 89

Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 19 ở điều kiện 10 độ C, 10 Hz. 91

Bảng 3.9 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 (CC)......................... 94

Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm mỏi BTNC 12,5 (CX)....................... 98

Bảng 3.11 So sánh mô đun độ cứng ban đầu các loại BTNC 12,5 thí nghiệm....... 103

Bảng 3.12 Tổng hợp hệ số các phương trình độ bền mỏi đã thực hiện .................. 106

Bảng 3.13 So sánh độ bền mỏi các loại BTNC 12,5 có bột khoáng khác nhau...... 107

Bảng 4.1 Bảng thông số vật liệu tham khảo dùng để phân tích mỏi....................... 119

Bảng 4.2 Bảng giá trị 6 của BTNC 12,5 (BD) đã thí nghiệm ................................ 120

Bảng 4.3 Bảng tổng hợp kết quả tính biến dạng đáy lớp bê tông asphalt............... 123

xii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mô hình các dạng nứt mỏi được nghiên cứu............................................ 7

Hình 1.2 Ảnh hưởng của tần số đến độ bền mỏi [29] ........................................... 10

Hình 1.3 Ảnh hưởng của tần số đến độ bền mỏi bê tông asphalt [46].................. 10

Hình 1.4 Ảnh hưởng của tần số đến độ bền mỏi bê tông asphalt - UCTST [29].. 11

Hình 1.5 Các dạng tải kết hợp với thời gian nghỉ (rest period)............................. 12

Hình 1.6 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ đến độ bền mỏi vật liệu bán mềm ......... 12

Hình 1.7 Sự phát triển mô đun theo số chu kỳ tải [I’essai E13-Auto-100-31]..... 13

Hình 1.8 Sự phát triển mô đun theo thời gian [I’essai E13-Auto-100-31] ........... 13

Hình 1.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi bê tông asphalt [46] .............. 14

Hình 1.10 Đặc tính mỏi bê tông asphalt của SPDM (Shell - 1978)........................ 15

Hình 1.11 Ảnh hưởng nhiệt độ và gradient nhiệt độ đến độ bền mỏi lớp BTN dày 8

inch [35].................................................................................................. 15

Hình 1.12 Biểu đồ phát triển nhiệt độ tại giữa dầm khi thí nghiệm mỏi [27]......... 15

Hình 1.13 Ảnh hưởng của hàm lượng Ca(OH)2 đến độ bền mỏi BTN [19]........... 17

Hình 1.14 Ảnh hưởng của độ rỗng dư, biến dạng đến độ bền mỏi BTN [28] ........ 19

Hình 1.15 Ảnh hưởng của cốt liệu đến độ bền mỏi BTN [28]................................ 19

Hình 1.16 Đường cong mỏi các loại BTN theo kích thước cốt liệu [45]................ 19

Hình 1.17 Đường cong mỏi các loại BTN theo hàm lượng đá dăm [45]................ 19

Hình 1.18 Một số dạng thí nghiệm mỏi theo mô hình uốn dầm ............................. 21

Hình 1.19 Một số dạng thí nghiệm mỏi theo mô hình kéo - nén, cắt xoay............. 21

Hình 1.20 Đường đặc trưng mỏi - khống chế ứng suất........................................... 22

Hình 1.21 Đường đặc trưng mỏi - khống chế biến dạng......................................... 23

Hình 1.22 Thiết bị thí nghiệm mỏi - 4PB tại trường Đại học GTVT...................... 32

Hình 2.1 Nhiệt độ kết cấu áo đường đo trong 1 năm (Minhoto et al) [27]........... 33

Hình 2.2 Mô hình xác định tần số tải [34]............................................................. 35

Hình 2.3 Biểu đồ dạng hình sin tải tác dụng và độ võng của dầm........................ 36