Phân tích ứng xử của kết cấu áo đường mềm xét đến ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ theo chiều sâu các lớp mặt đường bê tông nhựa
Email:
buiphugt@utc.edu.vn
Từ khóa:
Kết cấu áo đường mềm, phân bố nhiệt độ trong lớp BTN, mô đun động, hệ số Poát xông động, biến dạng kéo khi uốn lớn nhất, biến dạng thẳng đứng lớn nhất
Tóm tắt
Mô đun động và hệ số Poát xông động của các lớp bê tông nhựa (BTN) và cấp phối đá chặt gia cố nhựa nóng (ĐGCN) là các thông số chính được sử dụng để phân tích ứng xử của kết cấu áo đường mềm (KCAĐM). Các nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam chỉ ra các thông số này phụ thuộc vào nhiệt độ và tần số tác dụng tải trọng. Tuy nhiên, TCCS 38:2022/TCĐBVN vẫn đang sử dụng mô đun đàn hồi tĩnh lấy theo nhiệt độ bề mặt đường và coi hệ số Poát xông là hằng số đối với các lớp BTN và ĐGCN ở chiều sâu khác nhau trong KCAĐM. Để xét ảnh hưởng của phân bố nhiệt độ theo chiều sâu đến ứng xử của KCAĐM, bài báo này tiến hành tính toán biến dạng kéo khi uốn tại đáy lớp BTN/ĐGCN phía dưới và biến dạng thẳng đứng tại đỉnh nền đường của một số KCAĐM cho trường hợp có xét đến sự thay đổi nhiệt độ theo chiều sâu kết cấu áo đường và tốc độ dòng xe bằng phần mềm Viscoroute 2.0. Phân tích, so sánh các kết quả tính toán cho thấy mức độ ảnh hưởng của phân bố nhiệt độ trong KCAĐM và tốc độ xe chạy đến biến dạng kéo khi uốn và biến dạng thẳng đứng lớn nhất tại đỉnh nền đường là đáng kể, cần phải được xem xét khi tính toán, thiết kếTài liệu tham khảo
[1]. S.F. Brown, J.W. Pappin, Analysis of Pavements with Granular Bases, Transportation Research Record, No. 810, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, (1981) 17-23.
[2]. M.R. Thompson, R.P. Elliott, ILLI-PAVE-Based Response Algorithms for Design of Conventional Flexible Pavements, Transportation Research Record, (1985) 50-57.
[3]. G.D. Airey, R. B, A. Collop, Viscoelastic linearity limits for bituminous materials, Materials and Structures, 36 (2003) 643-647. http://10.1007/BF02479495
[4]. H.D. Benedetto, F. Olard, C. Sauzéat, 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
[5]. Nguyễn Hồng Hải, Trần Thị Thu Thảo, Hoàng Văn Tỉnh, Tôn Thất Bảo Nam, Huỳnh Ngọc Hùng, Phân bố nhiệt trong mặt đường bê tông nhựa: Thực nghiệm và mô phỏng số, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 20 (2022). https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7778
[6]. Trần Danh Hợi, Dự báo mô đun phức động của hỗn hợp đá – nhựa chặt từ tính chất lưu biến của nhựa đường, Tạp chí Giao thông vận tải tháng, số tháng 5/2018 (2018).
[7]. Bùi Văn Phú, Nguyễn Quang Tuấn, Nguyễn Quang Phúc, Nghiên cứu thực nghiệm hệ số Poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 72 (2021) 1082-1096. https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.7
[8]. Bùi Văn Phú, Nghiên cứu ứng xử cơ học của vật liệu và kết cấu áo đường mềm dưới tác dụng của tải trọng động trong điều kiện Việt Nam, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Giao thông vận tải, 2024.
[9]. 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
[10]. Q. Xue, L. Liu, Y. Zhao, Y.-J. Chen, J.-S. Li, Dynamic behavior of asphalt pavement structure under temperature-stress coupled loading, Applied thermal engineering, 53 (2013) 1-7. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.10.055
[11]. H.D. Benedetto, B. Delaporte, C. Sauzéat, 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]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzéat, M.L. Nguyen, T.T.N. Hoang, 3D complex modulus tests on bituminous mixture with sinusoidal loadings in tension and/or compression, Materials and Structures, 50 (2017) 98. https://doi.org/10.1617/s11527-016-0970-x
[13]. ПНСТ 542 – 2021, Дороги автомобильные общего пользования НЕЖЕСТКИЕ ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ Правила проектирования (Automobile roads of general use. Flexible pavement. Design rules), 2021.
[14]. Y. Zheng, Y. Cai, Y. Zhang, Study on Temperature Field of Asphalt Concrete Pavement, Emerging Technologies for Material, Design, Rehabilitation, and Inspection of Roadway Pavements, 2012. https://doi.org/10.1061/47629(408)33
[15]. Bộ Giao thông Vận tải, TCCS 38 : 2022/TCĐBVN - Áo đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế, 2022.
[16]. F. Olard, H.D. Benedetto, General 2S2P1D model and relation between the linear viscoelastic behaviors of bituminous binders and mixes, Road Materials and Pavement Design, 4 (2003) 185-224. https://doi.org/10.1080/14680629.2003.9689946
[17]. G. Sayegh, Contribution à l'étude des propriétés viscoélastiques des bitumes purs et des bétons bitumineux, Sorbonne University, France, 1965.
[18]. A. Chabot, O. Chupin, L. Deloffre, D. Duhamel, ViscoRoute 2.0 A Tool for the Simulation of Moving Load Effects on Asphalt Pavement, Road Materials and Pavement Design, 11 (2010) 227-250. https://doi.org/10.1080/14680629.2010.9690274
[19]. A. Loft, Evaluation de Viscoroute-v1 pour l’étude de quelques chaussées souples, 2005.
[20]. R. Ahmad, J.R. Menendez, N. Kargah-Ostadi, Long-Term Pavement Performance Bind Online User Guide, FHWA-HRT-17-010, Federal Highway Administration, 2017.
[21]. Bộ Khoa học Công nghệ, TCVN 13567-1 : 2022 - Lớp mặt đường bằng hỗn hợp nhựa nóng-Thi công và nghiệm thu - Phần 1: Bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đường thông thường, 2022.
[22]. H. Cheng, L. Liu, L. Sun, Y. Li, Y. Hu, Comparative analysis of strain-pulse-based loading frequencies for three types of asphalt pavements via field tests with moving truck axle loading, Construction and Building Materials, 247 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118519
[2]. M.R. Thompson, R.P. Elliott, ILLI-PAVE-Based Response Algorithms for Design of Conventional Flexible Pavements, Transportation Research Record, (1985) 50-57.
[3]. G.D. Airey, R. B, A. Collop, Viscoelastic linearity limits for bituminous materials, Materials and Structures, 36 (2003) 643-647. http://10.1007/BF02479495
[4]. H.D. Benedetto, F. Olard, C. Sauzéat, 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
[5]. Nguyễn Hồng Hải, Trần Thị Thu Thảo, Hoàng Văn Tỉnh, Tôn Thất Bảo Nam, Huỳnh Ngọc Hùng, Phân bố nhiệt trong mặt đường bê tông nhựa: Thực nghiệm và mô phỏng số, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 20 (2022). https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7778
[6]. Trần Danh Hợi, Dự báo mô đun phức động của hỗn hợp đá – nhựa chặt từ tính chất lưu biến của nhựa đường, Tạp chí Giao thông vận tải tháng, số tháng 5/2018 (2018).
[7]. Bùi Văn Phú, Nguyễn Quang Tuấn, Nguyễn Quang Phúc, Nghiên cứu thực nghiệm hệ số Poát xông phức động của một số loại bê tông nhựa ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 72 (2021) 1082-1096. https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.7
[8]. Bùi Văn Phú, Nghiên cứu ứng xử cơ học của vật liệu và kết cấu áo đường mềm dưới tác dụng của tải trọng động trong điều kiện Việt Nam, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Giao thông vận tải, 2024.
[9]. 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
[10]. Q. Xue, L. Liu, Y. Zhao, Y.-J. Chen, J.-S. Li, Dynamic behavior of asphalt pavement structure under temperature-stress coupled loading, Applied thermal engineering, 53 (2013) 1-7. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.10.055
[11]. H.D. Benedetto, B. Delaporte, C. Sauzéat, 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]. Q.T. Nguyen, H.D. Benedetto, C. Sauzéat, M.L. Nguyen, T.T.N. Hoang, 3D complex modulus tests on bituminous mixture with sinusoidal loadings in tension and/or compression, Materials and Structures, 50 (2017) 98. https://doi.org/10.1617/s11527-016-0970-x
[13]. ПНСТ 542 – 2021, Дороги автомобильные общего пользования НЕЖЕСТКИЕ ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ Правила проектирования (Automobile roads of general use. Flexible pavement. Design rules), 2021.
[14]. Y. Zheng, Y. Cai, Y. Zhang, Study on Temperature Field of Asphalt Concrete Pavement, Emerging Technologies for Material, Design, Rehabilitation, and Inspection of Roadway Pavements, 2012. https://doi.org/10.1061/47629(408)33
[15]. Bộ Giao thông Vận tải, TCCS 38 : 2022/TCĐBVN - Áo đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế, 2022.
[16]. F. Olard, H.D. Benedetto, General 2S2P1D model and relation between the linear viscoelastic behaviors of bituminous binders and mixes, Road Materials and Pavement Design, 4 (2003) 185-224. https://doi.org/10.1080/14680629.2003.9689946
[17]. G. Sayegh, Contribution à l'étude des propriétés viscoélastiques des bitumes purs et des bétons bitumineux, Sorbonne University, France, 1965.
[18]. A. Chabot, O. Chupin, L. Deloffre, D. Duhamel, ViscoRoute 2.0 A Tool for the Simulation of Moving Load Effects on Asphalt Pavement, Road Materials and Pavement Design, 11 (2010) 227-250. https://doi.org/10.1080/14680629.2010.9690274
[19]. A. Loft, Evaluation de Viscoroute-v1 pour l’étude de quelques chaussées souples, 2005.
[20]. R. Ahmad, J.R. Menendez, N. Kargah-Ostadi, Long-Term Pavement Performance Bind Online User Guide, FHWA-HRT-17-010, Federal Highway Administration, 2017.
[21]. Bộ Khoa học Công nghệ, TCVN 13567-1 : 2022 - Lớp mặt đường bằng hỗn hợp nhựa nóng-Thi công và nghiệm thu - Phần 1: Bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đường thông thường, 2022.
[22]. H. Cheng, L. Liu, L. Sun, Y. Li, Y. Hu, Comparative analysis of strain-pulse-based loading frequencies for three types of asphalt pavements via field tests with moving truck axle loading, Construction and Building Materials, 247 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118519
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
20/08/2024
Nhận bài sửa
24/09/2024
Chấp nhận đăng
08/10/2024
Xuất bản
15/10/2024
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Nguyễn Văn, H., Bùi Văn, P., Trần Danh, H., & Nguyễn Quang, T. (1728925200). Phân tích ứng xử của kết cấu áo đường mềm xét đến ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ theo chiều sâu các lớp mặt đường bê tông nhựa . Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 75(8), 2223-2237. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.8.6
Số lần xem tóm tắt
99
Số lần xem bài báo
54
