Bài giảng khai thác kiểm định đường chương 4 4 các thí nghiệm đánh giá chất lượng đường ô tô (tiếp theo)

BÀI GIẢNG KHAI THÁC KIỂM ĐỊNH ĐƯỜNG Chương 4 Các thí nghiệm đánh giá chất lượng đường ô tô TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG GV: Trần Viết Khánh Tp.H

BÀI GIẢNG KHAI THÁC KIỂM ĐỊNH ĐƯỜNG

Chương 4 Các thí nghiệm đánh giá chất lượng đường ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

GV: Trần Viết Khánh Tp.HCM, năm 2018

1

Chương 4 TN đánh giá chất lượng đường ô tô

4.1 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng vật liệu rời (cát, đá)

4.2 Thí nghiệm kiểm tra chất kết dính (nhựa đường, xi măng) 4.3 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông nhựa

4.4 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông xi măng

4.5 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng thi công

4.6 Kiểm tra chất lượng các lớp áo đường

2

4.5 TN kiểm tra chất lượng thi công

1 Thí nghiệm kiểm tra kích thước hình học

2 Thí nghiệm kiểm tra độ chặt

3 Thí nghiệm kiểm tra độ nhám

4 Thí nghiệm kiểm tra độ bằng phẳng

5 Thí nghiệm kiểm tra mô đun đàn hồi

3

1 TN kiểm tra kích thước hình học

1 Kiểm tra chiều dày

2 Kiểm tra cao độ

3 Kiểm tra độ dốc

4 Kiểm tra chiều dài chiều rộng

4

• PP dùng dao vịng (PHỤ LỤC TCVN 8305-2009)

• PP phễu rĩt cát (22TCN346-06)

• PP dùng bong bĩng cao su (ASTM D2167-1984)

• PP Khoan lấy mẫu (TCVN 8860-8:2011)

Một số phương pháp xác định khối lượng thể tích tại hiện trường

Phương pháp dùng dao vòng

a Dụng cụ

Phương pháp dùng dao vòng

 Dao vòng: Bằng kim loại khơng rỉ hoặc thép cứng CT5, một đầu được vát sắc mép, thể tích khơng được nhỏ hơn 50 cm 3 Đường kính bên trong phải thỏa mãn:

+) Với đất sét, đất bụi và đất cát mịn: ≥ 50 mm;

+) Với đất cát thơ, sỏi sạn kích thước tới 20 mm: ≥ 100 mm;

+) Với đất cĩ hạt kích thước tới 40 mm: ≥ 200 mm

Thành của dao vịng cĩ chiều dày từ 1,50 mm đến 2,00 mm - đối với dao vịng nhỏ; từ 3 mm đến 3,5 mm đối với dao vịng lớn Chiều cao dao vịng khơng được lớn hơn đường kính, nhưng khơng được nhỏ hơn một nửa đường kính

• a Dụng cụ

Phương pháp dùng dao vòng

Phương pháp dùng dao vòng

• b Tiến hành thí nghiệm

Phương pháp dùng dao vòng

• b Tiến hành thí nghiệm

•- Đặt đoạn nối lên dao vòng

•- Đặt đe lên trên đoạn nối

•- Dùng búa đóng dao vòng vào nền đường

•- Dùng búa đóng dao vòng vào nền đường

•- Dùng búa đóng dao vòng vào nền đường

•- Dùng bay đào lấy dao vòng

•- Gọt bằng 2 đầu và dùng chổi vệ sinh quanh dao vòng

•- Gọt bằng 2 đầu và dùng chổi vệ sinh quanh dao vòng

•- Lấy mẫu trong dao vòng để cân và xác định độ ẩm

W W

m V

 

W01

01

mW : khối lượng đất ẩm trong dao vòng (g)

V : thể tích dao vòng (cm3)

-Khối lượng thể tích khô của mẫu:

Trong đó:

W : Độ ẩm của mẫu

• a Dụng cụ

Phương pháp dùng phểu rót cát (22TCN

346-06)

Phễu rót cát

Cân kỹ thuật

Chổi quét

Đục đào lấy

mẫu

Búa

• a Dụng cụ

• a Dụng cụ

 Bình rót cát chuyên dụng

• a Dụng cụ

 Cát tiêu chuẩn: khô, tơi xốp, có kích thước lọt qua sàng 2.36mm và nằm trên sàng 0.3mm, đã tiến hành xác định khối lượng thể tích xốp trong phòng thí nghiệm;

 Cân: độ chính xác 1.0g;

 Cân độ chính xác 0.01g;

 Tủ sấy;

 Các dụng cụ phụ trợ khác: bay, búa, chổi quét, dao cắt,…

• b Tiến hành thí nghiệm

Phương pháp dùng phểu rót cát (22TCN

346-06)

- Định vị khay ;

- Cân khối lượng cát + bình (m1), g;

- Uùp phễu vào khay để hiệu chỉnh bề mặt

Cân cát + bình sau khi hiệu chỉnh bề mặt (m2), g;

- Cho thêm cát vào bình và Cân cát + bình (m3)

- Đào lấy mẫu

- Đào lấy mẫu

- Hốt và quét lấy hết vật liệu trong hố

- Cân mẫu (m w ) và úp phễu vào khay

Cân bình + cát trong bình sau khi rót vào hố (m4)

Trong đó:

mW : khối lượng đất ẩm trong hố đào (g)

m1 : khối lượng bình + cát ban đầu trước khi hiệu chỉnh bề mặt vị trí

cần lấy mẫu (g)

m2 : khối lượng bình + cát sau khi hiệu chỉnh bề mặt vị trí cần lấy

0 1

• a Dụng cụ

Phương pháp bong bóng cao su (ASTM D2167-1984)

• a Dụng cụ

Bình thủy tinh có vạch đo thể tích

Khay

Đinh định

vị khay

Bong bóng cao su

Bơm tạo áp suất trong bình

 Cân kỹ thuật;

 Khay và các dụng cụ đào, lấy, chứa mẫu

• b Tiến hành thí nghiệm

 Đặt khay và cố định vị trí khay vào vị trí cần xác định khối lượng thể tích

 Bơm áp lực vào bình có chứa nước cho đến khi mực nước trong bình ổn định và không thay đổi, đọc vạch chia trên bình (V1)

 Đưa bình ra khỏi khay và đào lấy mẫu

 Đặt bình vào khay để đo thể tích hố sau khi lấy mẫu với thao thác: bơm áp lực vào bình có chứa nước cho đến khi mực nước trong bình ổn định và không thay đổi, đọc vạch chia trên bình (V2)

 Cân mẫu (mw) và xác định độ ẫm của mẫu (W)

mW : khối lượng đất ẩm trong dao vòng (g)

V : thể tích dao vòng (cm3)

0 1

Phương pháp khoan lấy mẫu (TCVN 8:2011)

8860-Áp dụng đối với mặt đường BTN

• a Dụng cụ

Xác định độ nhám mặt đường bằng

phương pháp rắc cát (TCVN 2011)

- 1 đoạn đại diện dài 1000m;

- mỗi làn xe trên đoạn đo 10 điểm;

- đong cát đổ vào ống đong;

- dùng bàn xoa san cát từ trong ra ngoài

theo hình xoắn ốc cho đến khi cát lấp

đầy các chỗ mấp mô trên mặt đường, vệt

cát có hình tròn;

- đo đường kính vệt cát tại 4 vị trí theo các phương vuông góc với nhau

b Trình tự thí nghiệm :

c Kết quả:

Độ nhám của mặt đường tại mỗi vị trí thử

nghiệm (hi), tính bằng milimét, chính xác tới

2 chữ số thập phân, theo công thức sau:

4Vh

D





V là thể tích cát đựng trong ống đong, 25000 mm3

D là đường kính trung bình của mảng cát thí nghiệm đo được, mm

Độ nhám của đoạn mặt đường được xem là đồng nhất, được tính theo công thức sau:

n

i

i 1 tb

hh

Tiêu chuẩn đánh giá

Xác định độ bằng phẳng:

Xác định độ bằng phẳng của mặt đường bằng thước 3m (TCVN 8864-2011)

Dụng cụ

- Thước 3m bằng kim loại không gỉ

- Nêm có chiều cao thay đổi theo 6 nấc: 3mm; 5mm; 7mm; 10; 15; 20mm

Thước 3m và nêm của hãng Matest

Thước 3m và nêm đo do VN sản xuất

Tiến hành

-Trong quá trình thi công và nghiệm thu: đo theo từng làn, theo hướng dọc trục đường, cachs mép đường tối thiểu 0.6m, 25m dài/1 vị trí

-Trong quá trình khai thác: đo theo từng làn, theo hướng dọc trong phạm vi vệt hằn bánh xe, mật độ 50m dài/1 vị trí

Tiến hành

- Trên một mặt cắt ngang cần kiểm tra, đặt thước dài 3m song song với trục đường Dọc theo thước, cứ cách mỗi khoảng 50cm kể từ đầu thước đo khe hở giữa cạnh dưới của thước với mặt đường bằng cách đẩy nhẹ nhàng nêm vào khe hở để đọc trị số khe hở tương ứng

Kết quả

Với mỗi Km đường so sánh các tổng số khe hở đã

đo với tiêu chuẩn quy định

5 TN mô đun đàn hồi

68

CẤU ÁO ĐƯỜNG BẰNG CÁCH TRUYỀN TẢI TRỌNG QUA TẤM ÉP CỨNG

CẤU ÁO ĐƯỜNG BẰNG CÁCH ĐO TRỰC TIẾP DƯỚI BÁNH

XE

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA KẾT CẤU

ÁO ĐƯỜNG BẰNG CÁCH

TRUYỀN TẢI TRỌNG QUA

TẤM ÉP CỨNG (TCVN 8861-2011)

TT Không tải

1 Mơ hình đo Eđh bằng tấm ép cứng

Trạng thái nền – móng – mặt đường

- Tấm ép cứng bằng kim loại đường kính D=33-:-76cm;

- Đồng hồ đo độ võng (thiên phân kế, bách phân kế);

- Kích cĩ gắn đồng hồ đo lực;

- Dầm chuẩn để mắc thiên phân kế (hoặc cần đo mô đun )

- Oáng trụ truyền tải

- Xe làm tải trọng;

- Cát lọt sàng 0.6mm trên sàng 0.3mm

2 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

Tấm ép cứng

bằng kim loại có đường kính D=33-:-76cm;

Thiên phân kế

Kích Dầm chuẩn

Oáng trụ truyền tải

Có gắn đồng hồ đo áp lực Hoặc cần đo

mô đun

Cần đo mô đun

Hãng ELE

Hãng Matest

Bộ cần đo mô đun của hãng Matest

Bộ cần

đo Eđh

do

VN sản xuất

6 Tấm ép cứng Thiên phân kế

1 Cần đo mô đun

5 Oáng trụ truyền tải

2 Khung truyền tải (xe)

3 Đồng hồ đo áp lực

4 kích

Sơ đồ đo Eđh

Bố trí đo mô đun tại hiện trường

Bố trí đo mô đun tại hiện trường

3 Tiến hành thí nghiệm

- Lúc kết cấu mặt đường ở vào trạng thái bất lợi nhất về độ ẩm và nhiệt độ tức là lúc nền đất và cường độ vật liệu của các lớp đường yếu nhất

- Tại vị trí cần đo, đặt tấm ép cứng bằng phẳng để tấm tiếp xúc tốt với mặt đường (có thể xoa một lớp cát mỏng 1-2mm) Khoảng cách từ gối tựa của dầm (bánh xe của xe để làm tải trọng) đến tấm ép >4D ) Nếu phải đào lớp kết cấu áo đường phía trên để đo lớp phía dưới thì đường kính lỗ đào >3D

-Bước gia tải chuẩn bị:

Dùng kích gia tải đến tải trọng p lớn nhất và giữ tải trong 2 phút rồi dỡ tải chờ đến khi biến dạng phục hồi hết

-Bước gia tải thử nghiệm:

Gia tải được thực hiện 4 cấp cho đến tải trọng p là cấp cuối cùng

Cứ gia tải 1 cấp đợi biến dạng ổn định (tốc độ biến dạng <0.02mm/phút) thì lại dỡ tải và đợi biến dạng phục hồi ổn định thì ghi số đọc trên thiên phân kế để tính ra trị số

biến dạng hồi phục tương ứng với tải trọng đó

Sau đó tiếp tục gia và dỡ tải cấp tiếp theo

-Vẽ đường thẳng biểu thị quan hệ giữa độ võng đàn hồi và áp lực.Phương trình có dạng y’ = ax + b

-Hiệu chỉnh đường quan hệ độ võng đàn hồi – áp lực bằng cách tịnh tiến đường

thẳng y’ về gốc tọa độ Phương trình hiệu chỉnh y = ax

p: áp suất do tải truyền qua tấm cứng MPa

D: Đường kính tấm ép, m

 : hệ số Poisson, được lấy bằng 0.35 đối với nền đất, 0.25 đối với vật liệu và 0.30 đối với cả lớp kết cấu

-Mô đun đàn hồi được xác định theo công thức sau:

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BẰNG ĐO TRỰC TIẾP DƯỚI BÁNH XE

Ô TÔ (TCVN 8867-2011)

Vị trí mặt đường Trạng thái

1 Mô hình đo Eđh

Trạng thái nền – móng – mặt đường

TT Không tải

TT Ra tải

TT Có tải

Độ lún mặt đường

Vị trí mặt đường Trạng thái

L tổng

L đh

L dư

- Cần Benkenmam;

-Xe tải trục đơn, bánh đôi có tải trọng trục lớn hơn 10 tấn;

- Nhiệt kế;

- Mỡ; giấy kẽ ly; kích; nước hoặc Glyxerin;

- Cân để cân trục sau xe đo;

- Búa và đục tạo lỗ đo nhiệt độ;

Thiết bị, dụng cụ

Caàn Benkeman

Nguyên lý cấu tạo cần Benkeman

Chỉ tiêu Tiêu chuẩn quy định

1 Trọng lượng trục

2 Aùp lực bánh xe xuống mặt

đường

3 Đường kính tương đương của

vệt bánh đôi

Q = 10000 daN

P = 0.6 MPa

D = 33 cm

Xe phải đảm bảo tải trọng đối xứng, cân bằng, không bị thay đổi vị trí và phải giữ nguyên tải trọng trong suốt quá

trình đo Cân trục xe bằng thiết bị cân xe Trước mỗi lần đo phải kiểm tra diện tích vệt bánh đôi (Sb) bằng cách bôi mỡ vào lốp và kích trục xe lên, quay phần lốp có bôi mỡ xuống phía dưới cho in vệt lốp lên giấy kẽ ly Đường kính tương đương của vệt bánh xe được tính theo công thức:

Aùp lực của bánh xe truyền xuống mặt đường Pb:

Trong đó Q là trọng lượng trục sau của xe (daN)

2

(cm)

Xe bánh đơn, trục đôi

-Cho xe tiến vào vị trí đo võng:

Đặt đầu cần đo của cần tỳ lên mặt đường ở giữa khe hở của cặp bánh đôi;

Cho cần rung nhẹ, theo dõi kim chuyển vị kế cho tới khi độ võng ổn định (trong khoảng 10giây kim không chuyển dịch quá 0.01mm) thì ghi lấy số đọc ban đầu ở chuyển vị kế (io)

Tiến hành thí nghiệm

-Cho xe chạy chậm lên phía trước với tốc độ khoảng 0.5m/giây đến khi trục sau của bánh xe cách điểm

- Trong quá trình đo phải ghi rõ lý trình, thời tiết và điều kiện gây ẩm;

- Không nên đo khi nhiệt độ mặt đường lớn hơn

40 o C

- Xác định nhiệt độ không khí và nhiệt độ ở trên mặt đường khoảng sau 1 giờ 1 lần trong suốt quá trình đo võng dọc tuyến như sau: dùng búa và đục nhọn tạo thành hố nhỏ đường kính 7mm, sâu 15mm ở mặt đường gần vị trí đo, sau đó đổ vào nữa hố nước đợi chừng vài phút rồi dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của chất lỏng trong hố

- Độ võng tính toán tại vị trí thử nghiệm thứ i đại diện cho mặt cắt ngang:

Kq: hệ số hiệu chỉnh tải kết quả đo theo các thông số trục sau xe sử dụng để đo về kết quả

của trục sau xe ô tô tiêu chuẩn

5 1

5

1 b b

q p.D

D

Km; Kt : Lập quan trắc hoặc sử dụng các kết quả quan trắc đã được tiến hành ghi ở Phụ lục D – TCVN8867-2011

n 1

i itttb

( 1

n 1

* đường cao tốc, đường cấp 1, đường trục K= 2.0

* đường cấp 2, đường chính khu vực đô thị

- Trị số độ võng đàn hồi đặc trưng Lđt cho

từng đoạn đường thí nghiệm:

Chương 4 TN đánh giá chất lượng đường ô tô

4.1 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng vật liệu rời (cát, đá)

4.2 Thí nghiệm kiểm tra chất kết dính (nhựa đường, xi măng) 4.3 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông nhựa

4.4 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông xi măng

4.5 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng thi công

4.6 Kiểm tra chất lượng các lớp áo đường

105

4.6 Kiểm tra chất lượng các lớp áo đường

1 Thí nghiệm kiểm tra Lớp Cấp phối đá dăm

2 Thí nghiệm kiểm tra Lớp đá dăm nước

3 Thí nghiệm kiểm tra Lớp Cấp phối tự nhiên

4 Thí nghiệm kiểm tra Lớp gia cố xi măng

5 Thí nghiệm kiểm tra lớp bê tông nhựa

6 Thí nghiệm kiểm tra lớp bê tông xi măng

106

Tài liệu học tập

• Bài giảng “Khai thác kiểm định đường”, Trường ĐH

GTVT TP.HCM

• Tiêu chuẩn liên quan

• Tài liệu liên quan

• Nghị định 62/2016/ND-CP: Quy định về điều kiện hoạt động thí nghiệm chuyên ngành xây dựng

107

Cảm ơn

đã lắng nghe!

108