Nghiên cứu thực nghiệm hệ số poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam

  • Bùi Văn Phú

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
  • Nguyễn Quang Tuấn

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
  • Nguyễn Quang Phúc

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
Email: buiphugt@utc.edu.vn
Từ khóa: Bê tông nhựa, hệ số Poát xông phức động, đàn nhớt tuyến tính,tương quan tần số nhiệt độ, hệ số dịch chuyển

Tóm tắt

Mô đun phức động (complex modulus) và hệ số Poát xông phức động (complex Poisson’s ratio) là 2 tham số mô tả tính chất đàn nhớt tuyến tính 3 chiều của hỗn hợp bê tông nhựa (BTN) dưới tác dụng của tải trọng có tính chu kỳ (tải trọng động). Bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số Poát xông động |ν*| của hỗn hợp bê tông nhựa bằng cách sử dụng thiết bị nén Cooper kết hợp với các đầu đo biến dạng gắn thêm có độ chính xác cao lắp đặt trên thân mẫu hình trụ tròn. Thí nghiệm được thực hiện tại nhiều tần số và nhiệt độ khác nhau. Ba loại BTN, trong đó có hai loại BTN sử dụng cùng một loại nhựa đường nguyên gốc 60/70 và một loại BTN sử dụng nhựa đường polyme PMB3 được sử dụng để nghiên cứu. Đây là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam đo đạc hệ số Poát xông của bê tông nhựa trong khoảng rộng về tần số và nhiệt độ. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng hệ số Poát xông động |ν*| không phải là một hằng số mà thay đổi phụ thuộc vào thời gian tác dụng lực và nhiệt độ. Hệ số Poát xông động tăng khi nhiệt độ tăng hoặc tần số tác dụng lực giảm và ngược lại. Góc lệch pha ϕν giữa biến dạng theo phương dọc trục và biến dạng theo phương ngang cũng được xác định. Kết quả thực nghiệm cũng cho thấy có sự liên hệ giữa hệ số Poát xông với loại bê tông nhựa thí nghiệm. Với 2 loại BTN sử dụng cùng loại nhựa đường 60/70, hệ số dịch chuyển aT là xấp xỉ nhau

Tài liệu tham khảo

[1]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, Q.P. Nguyen, T.T.N. Hoang, V.P. Bui, Effect of time–temperature, strain level and cyclic loading on the complex Poisson’s ratio of asphalt mixtures, Construction and Building Materials, 294 (2021). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123564.
[2]. D. Perraton, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, Q.T. Nguyen, S. Pouget, Three-Dimensional Linear Viscoelastic Properties of Two Bituminous Mixtures Made with the Same Binder, Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (2018). https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002515.
[3]. J. Blanc, T. Gabet, P. Hornich, J.M. Piau, H.D. Benedetto, Cyclic triaxial tests on bituminous mixtures, Road Mater Pavement Des, 16 (2015) 46-69. https://10.1080/14680629.2014.964293.
[4]. A. Maher T. Bennert, Evaluationh of Poissons’s ratio for use in the mechanistic empirical pavament design guide (MEPDG), Report submit to Federal Highway Administration U.S. Department of transportation, Washington, D.C., #FHWA-NJ-2008-004, (2008).
[5]. C.W. Schwartz, R. Li, H. Ceylan, S. Kim, K. Gopalakrishnan, Global sensitivity analysis of mechanistic-empirical performance predictions for flexible pavements, In: Transportation Research Board (TRB) 92nd annual meeting Washington, DC, 2013, 13-17. https://doi.org/10.3141/2368-02.
[6]. G. Airey, B. Rahimzadeh, A. Collop, Viscoelastic linearity limits for bituminous materials, Materials and Structures, 36 (2003) 643-647. http://10.1007/BF02479495.
[7]. Q.T. Nguyen, M.L. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, E. Chailleux, T.T.N. Hoang, Nonlinearity of bituminous materials for small amplitude cyclic loadings, Road Materials and Pavement Design, 20 (2019) 1571-1585. https://10.1080/14680629.2018.1465452.
[8]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, Linear and nonlinear viscoelastic behavior of bituminous mixtures, Mater. Struct., 48 (2015) 2339 –2351. https://doi.org/10.1617/s11527-014-0316-5.
[9]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, M.L. Nguyen, T.T.N. Hoang, 3D complex modulus tests on bituminous mixture with sinusoidal loadings in tension and/or compression, Mater. Struct, 50 (2017) 98. https://doi.org/10.1617/s11527-016-0970-x.
[10]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, N. Tapsoba, Time Temperature Superposition Principle Validation for Bituminous Mixes in the Linear and Nonlinear Domains, Journal of Materials in Civil Engineering, 25 (2013) 1181-1188. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000658.
[11]. H.D. Benedetto, B. Delaporte, C. Sauzeat, Three-dimensional linear behavior of bituminous materials: experiments and modeling, Int. J. Geomech, 7 (2007) 149–157. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2007)7:2(149).
[12]. D. Perraton, H.D. Benedetto, C. Sauzeat, B. Hofko, A. Graziani, Q.T. Nguyen, S. Pouget, L.D. Poulikakos, N. Tapsoba, J. Grenfell, 3Dim experimental investigation of linear viscoelastic properties of bituminous mixtures, Mater. Struct, 49 (2016) 4813–4829. https://doi.org/10.1617/s11527-016-0827-3.
[13]. D.H. Trần, Nghiên Cứu Hỗn Hợp Đá - Nhựa Nóng Cường Độ Cao Dùng Trong Kết Cấu Mặt Đường Ô Tô Cấp Cao Ở Việt Nam, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Đại học Giao thông Vận Tải, 2019.
[14]. N.H. Nguyễn, Nghiên Cứu ảnh hưởng tính chất của bitum đến mô đun động của bê tông nhựa chặt ở Việt Nam, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Đại học Giao thông Vận Tải, 2019.
[15]. T.C.H. Trần, Nghiên cứu thành phần, tính chất co học và khả năng sử dụng bitum epoxy làm chất kết dính cho hỗn hợp Asphalt tại Việt Nam, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Đại học Giao thông Vận Tải, 2020.
[16]. A. Graziani, M. Bocci, F. Canestrari, Complex Poisson's ratio of bituminous mixtures: Measurement and modeling, Materials and Structures, 47 (2014) 1131–1148. https://doi.org/10.1617/s11527-013-0117-2
[17]. A. Graziani, H.D. Benedetto, D. Perraton, C. Sauzeat, B. Hofko, Q.T. Nguyen, S. Pouget, L.D. Poulikakos, N. Tapsoba, J. Grenfell, A.C. Falchetto, M. Wistuba, C. Petit, Chapter 3 "Three-Dimensional Characterisation of Linear Viscoelastic Properties of Bituminous Mixtures" In Book: Testing and Characterization of Sustainable Innovative Bituminous Materials and Systems, RILEM State-of-the-Art Reports, 2018.
[18]. D.A.R. Cardona, S. Pouget, H.D. Benedetto, F. Olard, Viscoelastic behaviour characterization of a gap-graded asphalt mixture with SBS polymer modified bitumen, Materials Research, 18 (2015) 373-381. https://doi.org/10.1590/1516-1439.332214
[19]. H.D. Benedetto, F. Olard, C. Sauzeat, B. Delaporte, Linear viscoelastic behavior of bituminous materials: from binders to mixes, Road Materials and Pavement Design, 5 (2004) 163-202. https://doi.org/10.1080/14680629.2004.9689992

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
18/09/2021
Nhận bài sửa
02/11/2021
Chấp nhận đăng
30/11/2021
Xuất bản
15/12/2021
Chuyên mục
Công trình khoa học