Bài giảng sửa chữa đường ô tô chương 3

Chất lượng chạy xe của Â Trong quá trình sử dụng, do tác dụng trùng phục của xe chạy vμ của các nhân tố tự nhiên nên tính năng sử dụng của nó bị xấu đi liên tục, kết cấu mặt đường dần

Trang 1

Chương 3

đIềU TRA, đáNh GIá TìNH

TRạNG MặT đườNG

Trang 2

Chất lượng chạy xe của

Â Trong quá trình sử dụng, do tác dụng trùng phục của xe

chạy vμ của các nhân tố tự nhiên nên tính năng sử dụng của nó

bị xấu đi liên tục, kết cấu mặt đường dần dần xuất hiện các hiện tượng biến dạng vμ cuối cùng đi tới trạng thái hư hỏng

Để có căn cứ quyết định các biện pháp bảo dưỡng sửa chữa vμ tiến hμnh thiết kế tăng cường hoặc cải tạo, cần phải tiến hμnh

điều tra phân tích tình trạng mặt đường hiện có.

Tính năng sử dụng của mặt

đường bao gồm

ba mặt

3.1 Khái niệm chung

Trang 3

n Năng lực phục vụ của mặt đường:

3.2 Đánh giá chất lượng chạy xe

của mặt đường

ắ Chất lượng chạy xe hoặc mức độ êm thuận do mặt đường tạo ra

được gọi lμ năng lực phục vụ của mặt đường.

ắ Có thể tổ chức một nhóm cho điểm đánh giá.

+ Tổng hợp điểm đánh giá thu được một điểm cho TB được gọi lμ cấp đánh giá năng lực phục vụ PSR (Present Serviceability Rating).

+ Ngoμi việc cho điểm, các người nhận xét đánh giá còn cần cho câu trả lời đối với câu hỏi: mặt đường với trạng thái như vậy có thể chấp nhận được không?

đường sá có ảnh hưởng đến năng lực phục vụ của mặt đường lμ độ bằng phẳng (95%); do đó, độ bằng phẳng trở thμnh yếu tố quan trọng nhất dùng để đánh giá năng lực phục vụ của mặt đường vμ việc đo độ bằng phẳng của cũng trở thμnh nội dung chủ yếu.

Trang 4

o Đo độ bằng phẳng của mặt đường:

ắ Hai bánh xe nhỏ chỉ lăn theo khi chúng

tiếp xúc với mặt đất; dùng chuyển vị kế

tuyến tính để đo chuyển vị tương đối giữa

khung xe vμ mặt đường W - Z, đồng thời

đo gia tốc Z" của chuyển vị nμy bằng gia

2.1 Loại thiết bị đo mặt cắt:

2.1.1 Thiết bị đo mặt cắt GMR

(General Motor Roadmeter).

Trang 5

2.1.2 Thiết bị phân tích trắc dọc của mặt đường APL (Analyseur

de profil en long).

ắ Gồm các bộ phận sau: bánh xe lăn theo độ lồi lõm của bề mặt đường, cμng

đỡ bánh xe, khung giá có lắp lò so vμ con lắc dao động quán tính với tần số thấp Rơ moóc được kéo theo ở những tốc độ khác nhau, thông thường từ 20km/h đến 70km/h tùy theo loại mặt đường

ắ Con lắc quán tính để tạo ra một hệ nằm ngang chuẩn; thông qua việc đo chuyển vị góc của cμng đỡ bánh xe so với con lắc quán tính nằm ngang bằng máy tính vμ xử lý theo tốc độ đo, sẽ tính ra được chuyển vị thẳng đứng của bánh xe lăn trên bề mặt đường

ắ Thiết bị APL có thể dùng cho mặt đường có độ bằng phẳng khác nhau

Trang 6

2.1.3 Thiết bị đo mặt cắt kiểu không tiếp xúc:

ắ Hiện đã xuất hiện

Thấu kính tiếp nhận

Nguồn sáng

ống cảm quang 2 cực

ảnh của vùng chiếu sáng

Trang 7

ắ Tại trắc ngang cần kiểm tra, đặt thước dμi 3,0 m song song với trục

đường ở 3 vị trí: tim đường, 2 bên mép cách mép đường 1 m để đo độ bằng phẳng Dọc theo thước, cứ cách mỗi khoảng 0,5 m kể từ đầu thước,

đo khe hở giữa cạnh dưới thước với mặt đường bằng cách đẩy nhẹ nhμng nêm vμo khe hở để đọc trị số khe hở Các khe hở nμy được lấy tròn theo các trị số 3, 5, 7, 10, 15 mm.

ắ Với mỗi Km đường so sánh các tổng số khe đã đo với tiêu chuẩn đã quy định để đánh giá chất lượng về độ bằng phẳng.

Trang 8

2.2 Thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng:

ắ Loại thiết bị đo đo độ bằng phẳng nμy sẽ ghi lại được phản ứng ở trạng thái động của hệ thống máy móc ô tô khi xe chạy trên mặt

đường không bằng phẳng với một tốc độ nhất định nμo đó Đó lμ một cách đánh giá gián tiếp, kết quả đo sẽ thay đổi tuỳ theo đặc tính của hệ thống máy móc vμ tùy theo tốc độ xe chạy.

ắ Các loại hiện được sử dụng rộng rãi gồm có các thiết bị đo độ bằng phẳng đường ô tô với các thiết bị tích luỹ độ xóc Các loại nμy sẽ đo tổng chuyển dịch thẳng đứng tích luỹ giữa trục sau của ô tô (hoặc giữa bánh của một xe một bánh kéo theo) đối với thân xe hoặc khung xe; trị số đo được biểu thị bằng m/Km hoặc số lần xóc trên 1 Km.

Trang 9

2.2 Thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng:

ắ Máy đo độ bằng phẳng BUMP INTEGRATOR của Anh lμ một xe rơ moóc một bánh cũng như máy APL nhưng không có con lắc quán tính Những bước

đập của bánh xe, so với khung xe lấy lμm chuẩn, được cộng dồn bởi một máy

đếm cho những cự ly từ 200 m đến 1000m

ắ Lμm như vậy người ta được một trị số Rough Index (chỉ số độ gồ ghề), thường được biểu thị bằng mm cộng dồn cho 1 km Tốc độ đo tiêu chuẩn lμ 32 km/h vμ số liệu tiêu chuẩn đo được gọi lμ RBI/32

Trang 10

2.3 Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI:

ắ IRI lμ một số đo được tính bằng m/km của mặt cắt dọc đường trên một vệt bánh xe (đã được xác định biến dạng dọc), biểu thị phản ứng xóc của ôtô chuẩn “ Golden car ” khi xe chạy với tốc độ 80km/h (50 mph) với việc sử dụng mô hình mô phỏng 1/4 xe (Quarter - Car).

ắ Ưu điểm nổi bật của chỉ số IRI ở chỗ nó lμ một số đo ổn định theo thời gian vμ có thể chuyển đổi được với số đo trắc dọc tuyệt đối của

đường trên một vệt bánh xe Việc sử dụng IRI trên toμn thế giới lμm cho yếu tố hòa nhập giữa các nước châu Âu, châu Mỹ vμ châu á trở nên dễ dμng.

ắ Đơn vị đo của IRI lμ inch/mile hay m/Km.

ắ IRI có thể đo bằng pp đo trực tiếp hoặc gián tiếp Hiện nay, việc đo IRI trên đường thường được thực hiện bằng phương pháp đo gián tiếp

Trang 11

Biến dạng liên tục thường lμ nhẹ nhưng cũng có khi sâu

Biến dạng liên tục nhẹ

Một vμi gợn sóng trên bề mặt

Đường sân bay,

xa lộ

Mặt đường mới

Mặt đường cũ

Mặt đường không rải nhựa, bảo dưỡng tốt

Mặt đường xuống cấp

Mặt đường

đất

Trang 13

ì

=

ắ Ưu điểm: Đơn giản, thiét bị không

phức tạp

ắ Nhược điểm: Năng suất thấp, kết

quả phụ thuộc vμo thao tác của

người thí nghiệm, khó lμm đối với

Độ nhám bề mặt biểu thị bằng giá trị chiều sâu trung bình cát H:

Trang 14

ắ Chùm tia Laser mầu đỏ được phóng ra trên mặt đường vμ sự phản hồi

của các tia được thu nhận bởi các đi-ốt nhạy cảm, trên cơ sở đó xác định

được khoảng cách từ bộ nhạy đến mặt đường vμ “chiều sâu” lớp mặt đường

được tính toán từ hμng loạt các lượt đo như vậy.

ắ Máy MTM được vận hμnh bằng

tay bởi một thiết bị mini với tần số

laser khoảng 500Hz được kiểm tra

bởi một máy tính nhỏ vμ máy tính

nμy cho ta cấu trúc trung bình của

mỗi 10 m di chuyển cùng với giá trị

trung bình toμn bộ cho từng 50m đã

Trang 15

2.2.2 Phương pháp hãm bánh xe rơ moóc kéo theo:

x g

d

2

V

V f

2 2

đến giao thông trên đường vμ không an toμn.

ắ Khi bánh xe bị phanh hãm hoμn toμn, tiến hμnh đo xác định tốc độ V1

vμ V2 tại 2 điểm bánh xe trượt qua, đo cự ly x vμ sử dụng nguyên lý bảo toμn công sẽ có thể xác định được hệ số sức cản ma sát trung bình fdtrong khoảng cự ly đó.

2.2 Thí nghiệm xác định hệ số bám:

ắ Một rơ moóc có lắp một bánh lốp tiêu chuẩn do một xe kéo kéo theo;

cho xe nμy chạy với một tốc độ nhất định vμ hãm bánh xe rơ moóc, rồi

đo lực Fb cần thiết để lμm chuyển động rơ moóc khi bánh của nó bị hãm chặt hoμn toμn Chia Fb cho tải trọng hữu hiệu trên bánh P sẽ tìm được trị số hệ số sức cản ma sát fb:

Trang 16

2.2.3 P.pháp dùng rơ moóc kéo theo có bánh chuyển động lệch:

Lửùc beõn

Baựnh xe thớ nghieọm chuyeồn ủoọng

Baựnh xe thớ nghieọm coỏ ủũnh

Thieỏt bũ ghi cửù ly

Phun nửụực

Lửùc keựo phaựt sinh

Lửùc keựo

Choó keựo

Thieỏt bũ ghi taỷi troùng Baựnh ghi

ắ Rơ moóc có lắp hai bánh thí nghiệm Mặt bằng của lốp lệch một góc

α = 7,50 ~ 200 so với phương chuyển động của xe Khi xe chạy về phía trước, bánh xe thí nghiệm sẽ theo xe chuyển dịch trượt về phía trước, trên bánh sẽ chịu tác dụng một lực bên FL Cho góc chuyển động lệch thay đổi sẽ đo được các lực bên khác nhau vμ sẽ có 1 trị số lực bên lớn nhất Hệ số sức cản ma sát theo hướng bên fL:

3.3 Đánh giá năng lực chống trơn

trượt của mặt đường

Trang 17

2.2.4 Phương pháp “Con lắc Anh” (British pendulum tester):

của con lắc cũng khác nhau, dẫn tới

chiều cao văng lên h thay đổi Một chiếc

kim đo kéo theo nhằm xác định chiều

cao văng h của con lắc Số đọc của kim

đo trên bảng chia độ được ký hiệu lμ chỉ

số SRT (Skid Resistance Tester).

ắ Thí nghiệm nhằm xác định sức

kháng trượt tương ứng với điều kiện xe

chạy trên đường ẩm ướt với tốc độ 50

Km/h.

Trang 18

2.3 Chỉ số sức kháng trượt quốc tế IFI (Intemational Friction Index).

ắ IFI lμ thước đo chuẩn trong kiểm tra đánh giá chất lượng sức kháng trượt mặt

đuờng IFI lμ hệ số tổng hợp liên quan đến cấu trúc nhám thô mặt đường, sứckháng trượt mặt đường vμ tốc độ thí nghiệm IFI cho phép điều chỉnh việc đo sứckháng trượt bằng các thiết bị khác nhau về cùng một chỉ số chung

ắ Việc đánh giá chất lượng mặt đường thông qua chỉ số IFI như sau:

+ Tương ứng với mỗi cấp đường sẽ có giá trị sức kháng trượt yêu cầu vμ giá trị tốc độ xe chạy khai thác cụ thể , hay nói một cách khác, có giá trị F60* vμ Sp* yêu cầu, tức lμ chỉ số IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu

+ Tiến hμnh đo xác định giá trị IFI (F60, Sp) thực tế của đoạn đường So sánh IFI (F60, Sp) thực tế vμ IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu để đánh giá khả năng hiện có của

đường về IFI vμ đề ra các giải pháp khắc phục nếu không đủ

P

S

S 60ư3.3 Đánh giá năng lực chống trơn

trượt của mặt đường

Trang 19

Đánh giá năng lực chịu tải

Truyền tải trọng động

3.4 Đánh giá năng lực chịu tải

của kết cấu mặt đường

Trang 20

n Dùng cần Benkenman :

Điểm đo độ võng

vị trí ban đầu của

Chân kép có vít điều chỉnh Thiên phân kế

Trang 21

1.1 Công tác chuẩn bị:

- Cho xe đo tiến vμo vị trí đo võng; lắp đặt cần;

- Độ võng ổn định ghi lấy trị số đọc ban đầu ở chuyển vị kế n0.

- Cho xe đo chạy lên phía trước đến khi trục sau của xe đo cách

điểm đo ít nhất 5m; khi độ võng ổn định, ghi lấy trị số đọc cuối ở chuyển vị

kế nS - Độ võng đμn hồi của mặt đường tại điểm đo:

Li = n0 - nsPhải ghi rõ lý trình điểm đo, điều kiện gây ẩm, tình trạng mặt

đường tại điểm đo Không đo tại các điểm quá xấu Không nên đo võng vμo khoảng thời gian nhiệt độ mặt đường lớn hơn 400C.

Đo nhiệt độ của mặt đường: khoảng 1 giờ một lần trong suốt thời gian đo võng dọc tuyến Việc đo nhiệt độ mặt đường chỉ yêu cầu thực hiện

đối với đường có lớp mặt phủ nhựa chiều dầy ≥ 5cm

1.2 Đo độ võng mặt đường dọc tuyến:

- Điểm đo.

- Chuẩn bị cần đo võng.

- Chuẩn bị xe đo.

Trang 22

1.3 Xử lý kết quả đo độ võng:

2

1 693 ,

=

1.4 Xác định độ võng đμn hồi đặc trưng vμ môđun đμn hồi đặc trưng cho mỗi đoạn

đường thí nghiệm:

ắ Độ võng tính toán tại vị trí thử nghiệm thứ i:

L iTT = Kq Km .Kt Li

Li - Độ võng đμn hồi của mặt đường đo được tại vị trí thứ i, mm.

Kq - Hệ số hiệu chỉnh tải trọng kết quả đo theo các thông số trục sau xe đo võng về kết quả của trục sau xe ôtô tiêu chuẩn.

Km - Hệ số hiệu chỉnh độ võng đμn hồi về mùa bất lợi nhất trong năm.

KT - Hệ số hiệu chỉnh độ võng đμn hồi ở nhiệt độ đo về độ võng ở nhiệt độ tt.

ắ Trị số độ võng đμn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thử nghiệm:

LĐT = LTB + K.δ

LTB - Độ võng đμn hồi trung bình của đoạn thử nghiệm, mm.

δ - Độ lệch bình phương trung bình của đoạn thử nghiệm.

K - Hệ số xác suất bảo đảm, lấy tùy thuộc vμo cấp hạng đường

ắ Trị số môđun đμn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thử nghiệm:

Trang 23

o Thí nghiệm FWD:

2.1 Nội dung thí nghiệm:

thông qua bộ phận giảm chấn gây ra một xung lực xác định tác dụng lên mặt đường Biến dạng (độ võng) của mặt đường ở tâm tấm ép vμ ở các vị trí cách tấm ép một khoảng quy định sẽ được các đầu cảm biến đo võng ghi lại Các số liệu đo được như: xung lực tác dụng lên mặt đường, áp lực tác dụng lên mặt đường, độ võng mặt đường xác định được cường độ kết cấu mặt đường.

ắ Thiết bị FWD được lắp đặt trên một chiếc moóc vμ được một xe

ô tô tải nhẹ kéo đi trong quá trình di chuyến vμ đo đạc Việc điều khiển quá trình đo vμ thu thập số liệu được tự động thông qua phần mềm chuyên dụng

Trang 24

2

3 2

r

P e

M

E D a

a

2.2 Các bộ phận chính của thiết bị đo:

2.2.2 Tấm ép:

ắ Tấm ép truyền tác dụng của tải trọng lên mặt đường có đường kính 30cm

ắ Tấm ép chế tạo bằng hợp kim, mặt đáy tấm ép có dán một lớp cao su mỏng

ắ Giữa tâm của tấm ép có lỗ rỗng để đặt cảm biến

2.2.3 Các cảm biến đo võng:

ắ Số lượng đầu đo võng thông thường lμ 7 đầu đo, tối thiểu lμ 5 đầu đo

ắ Có một đầu đo đặt tại tâm tấm ép, các đầu đo khác cách tâm một khoảng theothứ tự lμ: 30, 60, 90, 120, 150, 180 mm )

ắ Khi tiến hμnh đo độ võng để xác định mô đun đμn hồi của đất nền đường, khoảng cách r từ chiếc cảm biến đo võng kề chiếc cảm biến đo võng cuối cùng đếntâm tấm ép phải thoả mãn điền kiện sau:

r ≥ 0,7ae

ắ Khoảng cách r nμy theo kinh nghiệm, lấy từ 0,9m đến 1,2 m

Trang 25

2.2.4 Cảm biến đo lực:

ắ Độ lớn của xung lực phụ thuộc không những vμo trọng lượng quả rơi, độ cao rơi, mμ còn còn phụ thuộc vμo các yếu tố khác (ma sát giữa quả nặng với thanh dẫn hướng, khả năng tiếp xúc giữa tấm ép vμ mặt

đường )

ắ Bộ phận cảm biến đo lực (load-cell) có khả năng đo được giá trị xung lực lớn nhất tác dụng lên mặt đường tại mỗi lần khối tải trọng rơi

2.2.5 Hệ thống ghi, lưu trữ vμ xử lý số liệu:

ắ Các dữ liệu như độ lớn tải trọng (xung lực) tác dụng, áp lực tác dụng lên mặt đường, trị số độ võng của mặt đường đo được vv, được phần mềm chuyên dụng ghi lại vμo máy tính Các thông tin hỗ trợ khác như nhiệt độ không khí, nhiệt độ mặt đường, khoảng cách giữa các vị trí đo,

lý trình vị trí đo được lưu lại bằng phần mềm hoặc ghi lại vμo sổ tay

Trang 26

2.3.1 Về thiết bị đo:

ắ Thiết bị đo động FWD: theo hướng dẫn sử dụng kèm theo.

ắ Các dụng cụ thí nghiệm khác: nhiệt kế, nước hoặc glycerin, búa, đục.

ắ Các dụng cụ đảm bảo ATGT: cờ hiệu, biển báo, đèn nhấp nháy.

2.3.2 Điểm đo:

Mật độ điểm đo:

ắ Chia thμnh các đoạn đồng nhất: Đo đoạn đại diện (500-1000m): đo 20

điểm.

ắ Nếu không chia được các đoạn đồng nhất:

- Đối với dự án lập báo cáo đầu tư vμ quản lý khai thác đường ôtô: mật độ đo từ 5 - 10 điểm đo/1 km.

- Đối với dự án đầu tư (thiết kế cơ sở vμ thiết kế kỹ thuật): đo rải

đều trên toμn tuyến với mật độ 20 điểm đo/1km.

Chọn vị trí các điểm đo: các điểm đo võng thường được bố trí ở vệt bánh

xe phía ngoμi (cách mép mđ 0,6 - 1,2 mét) Với đường nhiều lμn xe, phải đo võng của lμn yếu nhất

2.3 Công tác chuẩn bị:

Trang 27

ắ Kéo thiết bị FWD đến vị trí cần đo độ võng Lắp đặt thiết bị.

ắ Đo độ võng:

- Bước 1: đưa khối tải trọng lên độ cao quy định vμ thả khối tải trọng rơi đậpvμo tấm ép để truyền một xung lực xuống mặt đường Đầu cảm biến đo lực, cảm biến đo võng sẽ xác định xung lực, độ võng của mặt đường Cần chú ý

điều chỉnh độ cao rơi hoặc trọng lượng quả nặng để xung lực tác dụng xuốngmặt đường lμ 40kN

- Bước 2: lặp lại B.1 So sánh kết quả đo võng ở vị trí tâm tấm ép giữa 2 lần đo Nếu hai kết quả đo võng khác nhau dưới 5% thì kết thúc đo Sử dụng kết quả

+ Kiểm tra lại hệ thống thiết bị thí nghiệm;

+ Xem xét tình trạng tiếp xúc giữa tấm ép, các đầu đo võng với mđ;

+ Di chuyển thiết bị đến vị trí mới cách vị trí cũ 1~2m vμ đo lại

2.4 Đo độ võng dọc tuyến đường:

Trang 28

2.5 Xử lý kết quả đo võng:

r d

P M

ri

.

4 , 2

∑

= 1

)(

M

2.5.1 Xác định Môdun đμn hồi của nền đường:

- P: lμ tải trọng tác dụng (xung lực), KN ;

- r: lμ khoảng cách từ điểm đo độ võng đến tâm tấm ép truyền tải trọng cm;

- dr: lμ độ võng của mặt đường (không điều chỉnh độ về nhiệt độ tính toán của mặt đường) tại điểm cách tâm tấm ép một khoảng lμ r , cm.

(MPa)

- Mri:lμ mô đun đμn hồi của đất nền tại vị trí thử nghiệm thứ i, Mpa;

- n: số điểm đo trên mỗi đoạn đường đồng nhất hoặc trên đoạn đường thí nghiệm

Mr tkế = 0,33 Mr (MPa)

- Mr: lμ mô đun đμn hồi đặc trưng của nền đường MPa.

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,56 MB