Bài giảng Thí nghiệm đường ô tô - Nguyễn Biên Cương
Các nội dung chính
1. Các vấn đề chung
2. Thí nghiệm đất
3. Thí nghiệm cát
4. Thí nghiệm đá
5. Thí nghiệm đất-đá gia cố XM
6. Thí nghiệm nhựa
7. Thí nghiệm bêtông nhựa
8. Thí nghiệm kiểm tra chất lượng mặt đường.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Thí nghiệm đường ô tô - Nguyễn Biên Cương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Thí nghiệm đường ô tô - Nguyễn Biên Cương
![Bài giảng Thí nghiệm đường ô tô - Nguyễn Biên Cương Bài giảng Thí nghiệm đường ô tô - Nguyễn Biên Cương](https://s1.tailieuvn.net/xb70nb5jd4llaq8g/thumb/2021/11/22/bai-giang-thi-nghiem-duong-o-to-nguyen-bien-cuong_GKtO6UNvDS.jpg)
THÍ NGHIỆM ĐƯỜNG Ô TÔ BÀI GIẢNG Biên soạn : Nguyễn Biên Cương Tel: 0511.842978 - 0913.401.627 Đà Nẵng, 08/2006 nhieu.dcct@gmail.com Lời mở đầu Tập bài giảng Thí nghiệm đường ô tô nằm trong phần 1 của giáo trình thí nghiệm cầu đường. Nội dung trình bày lý thuyết trên lớp 15 tiết. Với thời gian hạn hẹp như trên, sinh viên phải nghiên cứu trước bài giảng & các tài liệu tham khảo để có thể tiếp thu được các kiến thức cốt lõi trên lớp và bổ sung một số kỹ năng cần thiết qua 05 bài thí nghiệm. Tập bài giảng được biên soạn có tính chất vắn tắt, một số nội dung đã đề cập chi tiết ở phần trước sẽ không được đề cập cụ thể lại ở phần sau. Các nội dung biên soạn sẽ liên tục được cập nhật, chỉnh sửa cho phù hợp với xu thế hội nhập quốc tế & các tiêu chuẩn mới sẽ được Bộ XD, Bộ GTVT ban hành trong thời gian tới. Các vấn đề chưa rõ, mời các bạn thảo luận tại Websize của trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN hoặc Email: biencuongnguyen@walla.com – CC thêm địa chỉ biencuongnguyen@gmail.com Lần biên soạn này chắc chắn sẽ còn những thiếu sót, mong nhận sự đóng góp, phê bình, xây dựng của các đồng nghiệp, các bạn sinh viên. Chân thành cám ơn! nhieu.dcct@gmail.com Các nội dung chính 1. Các vấn đề chung 2. Thí nghiệm đất 3. Thí nghiệm cát 4. Thí nghiệm đá 5. Thí nghiệm đất-đá gia cố XM 6. Thí nghiệm nhựa 7. Thí nghiệm bêtông nhựa 8. Thí nghiệm kiểm tra chất lượng mặt đường. nhieu.dcct@gmail.com Chương 1 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG nhieu.dcct@gmail.com 1. Tính chất của vật liệu xây dựng đường : 1.1. Tính chất vật lý : Đặc trưng cho các trạng thái vật lý của VLXDĐ và quy định quan hệ của vật liệu ấy đối với các quá trình lý học của môi trường xung quanh, trong đó các quá trình lý học không làm thay đổi cấu trúc phân tử của VLXDĐ Ví dụ : Độ ẩm, độ chặt, độ rỗng, độ co ngót, độ giãn nở, khối lượng thể tích, tính dẫn nhiệt, tính dẫn ẩm, tính thấm nước, tính thấm hơi, độ hút nước, độ bão hoà nước . . .nhieu.dcct@gmail.com 1.2. Tính chất cơ học : là khả năng VLXDĐ chống lại các biến dạng & các phá hoại dưới tác dụng của các ứng suất phát sinh khi có ngoại lực tác dụng. Ví dụ : cường độ chịu nén, kéo, uốn, cắt (tĩnh hoặc động) tính đàn hồi, tính dẻo, tính giòn, tính nhớt, tính co ngót, tính từ biến. . . nhieu.dcct@gmail.com 1.3. Tính chất hoá học : quy định khả năng của vật liệu khi chịu tác dụng hoá học của môi trường vật chất xung quanh, trong đó vật chất mới được sinh ra. Ví dụ : tính đông rắn, tính dính bám, tính hấp phụ, tính hoà tan, tính cháy, tính ăn mòn, tính độc hại . . . nhieu.dcct@gmail.com 1.4. Tính chất công nghệ : quy định khả năng xây dựng các công trình từ VLXDĐ để có được các tính chất cơ học nhất định hoặc tính chất ngăn cách nhất định, tính dễ gia công, tính khai thác, tính trang trí . . . Ví dụ : độ sụt, độ cứng của hỗn hợp BTXM, độ nhớt của vữa, tính chống thấm, tính chịu mài mòn . . . nhieu.dcct@gmail.com 2. Mục đích công tác thí nghiệm : 2.1. Sử dụng VLXDĐ hiệu quả, đúng mục đích. 2.2. Kiểm tra việc đảm bảo chất lượng các loại vật liệu đầu vào, tạo điều kiện tiên quyết để xây dựng các hạng mục công trình đúng chất lượng, tăng tính ổn định bền vững và giảm giá thành xây dựng. nhieu.dcct@gmail.com 2.3. Kiểm tra việc đảm bảo các quy định về tính chất vật lý, cơ học, hoá học và công nghệ của các cấu kiện, hạng mục công trình, công trình; làm cơ sở để nghiệm thu. 2.4. Đánh giá khả năng làm việc còn lại, xác định các nguyên nhân gây hư hỏng công trình; là cơ sở để xác định thời gian khai thác còn lại, định các biện pháp sửa chữa, gia cố hoặc cải tạo. nhieu.dcct@gmail.com 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình trong quá trình thi công : - Chất lượng các loại vật liệu đầu vào. - Chất lượng công tác thiết kế hỗn hợp vật liệu. - Chất lượng công tác chế tạo & vận chuyển hỗn hợp vật liệu & các bán thành phẩm. nhieu.dcct@gmail.com - Chất lượng các khâu thi công. - Chất lượng công tác bảo dưỡng. Vì vậy, công tác thí nghiệm kiểm tra chất lượng vật liệu, bán thành phẩm, cấu kiện, sản phẩm phải được tiến hành thường xuyên, liên tục trước, trong & sau khi thi công. nhieu.dcct@gmail.com 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm : - Lấy mẫu vật liệu không đúng; - Vận chuyển, bảo quản mẫu không đúng; - Rút gọn mẫu không đúng ( mẫu đem thí nghiệm không đại diện cho tổ mẫu); - Phương pháp thí nghiệm không phù hợp; nhieu.dcct@gmail.com - Thiết bị thí nghiệm không phù hợp; - Trình tự thí nghiệm không đúng; - Thao tác thí nghiệm không chính xác; - Ghi chép kết quả sai; - Tính toán & xử lý kết quả nhầm lẫn; - Các yếu tố khác . . .nhieu.dcct@gmail.com 5. Những lưu ý : - Công tác lấy mẫu vật liệu phải đại diện. - Công tác bảo quản, vận chuyển & bàn giao mẫu phải chặt chẽ, khoa học. - Kiểm tra kỹ phòng thí nghiệm & các TN viên. - Chọn phương pháp thí nghiệm cho phù hợp. - Thiết bị thí nghiệm phải đảm bảo độ chính xác. - Rút gọn mẫu đến cỡ mẫu thí nghiệm đúng quy trình. - Các trình tự thí nghiệm phải thực hiện đúng. - Các thao tác thí nghiệm & ghi chép kết quả phải đảm bảo độ tin cậy. - Tính toán, xử lý số liệu phải đúng theo tiêu chuẩn thí nghiệm yêu cầu.nhieu.dcct@gmail.com Chương 2 THÍ NGHIỆM ĐẤT nhieu.dcct@gmail.com Các nội dung thí nghiệm đất: - Thí nghiệm độ ẩm, độ hút ẩm - Xác định khối lượng riêng - Phân tích thành phần hạt - Thí nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo, chỉ số dẻo - Xác định độ ẩm tốt nhất & khối lượng thể tích khô lớn nhất nhieu.dcct@gmail.com - Xác định độ chặt K - Xác định mô đun đàn hồi - Xác định chỉ số CBR - Xác định sức chống cắt - Xác định hệ số nén lún nhieu.dcct@gmail.com 2.1. Các phép thử tính chất cơ lý của đất : 1. Thí nghiệm độ ẩm : a. Khái niệm & các phương pháp thí nghiệm : a1. Khái niệm : độ ẩm của đất là % lượng nước chứa trong đất so với khối lượng đất khô; độ hút ẩm của đất là % lượng nước chứa trong đất ở trạng thái khô gió so với khối lượng đất khô.nhieu.dcct@gmail.com a2. Các phương pháp thí nghiệm & phạm vi áp dụng : - Trong phòng thí nghiệm : Phương pháp dùng tủ sấy (TCVN 4196:1995) - Tại hiện trường : . Đốt cồn ( không áp dụng cho đất chứa nhiều tạp chất hữu cơ ). . Phao Cô-va-li-ép ( đất lấy được bằng dao vòng, không chứa nhiều hạt sét ). . Bình thử ẩm ( đất không chứa nhiều hạt sét, Wmax =20% ).nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : -Máng chia mẫu. - Cân kỹ thuật độ chính xác 0,01g ( theo AASHTO cân có độ chính xác đến 0,1% khối lượng mẫu thử). - Tủ sấy, nhiệt kế. - Bình hút ẩm. - Hộp nhôm. - Bay, chảo, dao con. nhieu.dcct@gmail.com Thiết bị rút gọn mẫu đến cỡ mẫu thí nghiệm (máng chia mẫu) nhieu.dcct@gmail.com Hộp nhôm thí nghiệm độ ẩm... ...và các dụng cụ vệ sinh. Bay Chảo Dao nhieu.dcct@gmail.com Tủ sấy Bình hút ẩm nhieu.dcct@gmail.com Các loại cân điện tửnhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : c1. Phương pháp sấy : - Rút gọn mẫu đến cỡ mẫu thí nghiệm ( 100÷500g tùy theo đường kính hạt lớn nhất Dmax ). - Đánh số các hộp nhôm, cân khối lượng hộp nhôm đựng mẫu ( Gh ). - Cho đất ẩm vào hộp nhôm, cân khối lượng ( G1 ). - Sấy mẫu đến khối lượng không đổi ( 105oC hoặc 110oC tùy theo phương pháp thí nghiệm của VN hoặc AASHTO). - Làm nguội mẫu trong bình hút ẩm. - Cân lại khối lượng mẫu khô & hộp nhôm ( G2 ).nhieu.dcct@gmail.com c2. Phương pháp đốt cồn : - Rút gọn mẫu đến cỡ mẫu thí nghiệm. - Cân khối lượng bát nhôm đựng mẫu. - Cho đất ẩm vào các bát nhôm, cân khối lượng. - Đổ cồn 90o ngập mẫu đất, đốt cồn cho mẫu đất khô hoàn toàn (đốt 2 đến 3 lần tùy theo loại đất), khi ngọn lửa gần tắt dùng đũa thủy tinh để khuấy. - Làm nguội mẫu & cân khối lượng mẫu khô & bát nhôm.nhieu.dcct@gmail.com c3. Phương pháp dùng phao Cô-va-li-ép : - Hiệu chỉnh phao. - Lấy mẫu vào dao vòng 200cm3. - Bóp vỡ tơi mẫu, cho vào phao. - Thả phao vào bình chứa, đọc số đọc γω. - Đổ đất trong phao vào bình đeo, lắp bình đeo vào phao. thả phao & bình đeo vào bình chứa, đọc số đọc γκ. - Tính W từ γw và γκ. 100.W k kw γ γ−γ= nhieu.dcct@gmail.com c4. Phương pháp dùng bình lắc ẩm : - Cân 26g đất ẩm & đong 24g đất đèn đổ vào bình, cho các viên bi sắt vào bình. - Để bình nằm ngang, đậy chặt nắp. - Dựng đứng bình, lắc mạnh. - Đọc số đọc tối đa (W2%) ( độ ẩm tính theo khối lượng đất ẩm; các máy hiện đại có thang đọc cả độ ẩm tính theo khối lượng đất khô ). Dụng cụ lắc ẩm nhieu.dcct@gmail.com d. Tính toán kết quả (PP sấy hoặc đốt cồn): Các lưu ý : - Phần đất thí nghiệm phải đại diện cho mẫu đất & đủ khối lượng theo đúng quy trình thí nghiệm. - Phải sấy khô mẫu hoặc đốt cồn đến khối lượng không đổi. 100. G G100. GG GGW k n h2 21 =− −= nhieu.dcct@gmail.com - Cân kỹ thuật phải đảm bảo độ chính xác yêu cầu, nếu không có cân độ chính xác cao phải tăng khối lượng mẫu thử. - Mỗi lần thí nghiệm phải làm 2 phép thử song song, chênh lệch 2 phép thử không quá 10%. - Độ hút ẩm của đất chính là độ ẩm của đất ở trạng thái phơi khô gió ( phơi trong bóng râm đến khi khối lượng không đổi).nhieu.dcct@gmail.com 2. Xác định khối lượng riêng của đất (TCVN 4195:1995): a. Khái niệm : là khối lượng của 1 đơn vị thể tích phần hạt cứng, khô tuyệt đối, xếp chặt khít không có lỗ rỗng. - Khối lượng riêng của đất không chứa muối dùng nước cất. - Khối lượng riêng của đất chứa muối dùng dầu hỏa. nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị thí nghiệm : - Cân kỹ thuật độ chính xác 0,01g. - Cối, chày bọc cao su. - Bếp cát, tủ sấy. - Bình tỉ trọng. - Nhiệt kế. - Sàng 2mm. - Các dụng cụ xác định độ ẩm của đất. nhieu.dcct@gmail.com Bình tỉ trọng Cối sứ & chày bọc cao su Bếp diện Nhiệt kế nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : - Phơi mẫu đất khô gió, nghiền bằng chày cao su. - Sàng đất lấy phần qua sàng 2mm. - Xác định độ hút ẩmWh của đất lọt sàng. - Rút gọn lấy 2 mẫu đất mỗi phần khoảng 15g. - Lau sạch bình, cân khối lượng bình tỉ trọng ( Gb ). nhieu.dcct@gmail.com - Đổ đất đã rút gọn vào bình, cân khối lượng ( Gb+đ ). - Cho nước cất đến khoảng 1/2 bình, đưa lên bếp cát đun sôi 30ph ( cát, á-cát ) & 60ph ( sét, á-sét ). - Để nguội bình, châm thêm nước cất đến ngang vạch định mức, đo nhiệt độ nước & cân khối lượng 2 bình ( G2 ). - Đổ đất & nước, vệ sinh bình, đổ nước cất cùng nhiệt độ đến ngang vạch định mức, cân khối lượng ( G3 ).nhieu.dcct@gmail.com d. Tính toán kết quả : - Tính toán khối lượng đất khô G1 : - Tính khối lượng riêng của đất : h bdb 1 W1 GGG + −= + 321 1 r GGG G −+=γ nhieu.dcct@gmail.com 3. Phân tích thành phần hạt của đất ( TCVN 4198:1995 ): a. Các phương pháp áp dụng : - Sàng khô ( rây khô ) : áp dụng khi đất có cỡ hạt từ 10 đến 0,5mm. - Sàng ướt ( rây ướt ) : áp dụng khi đất có cỡ hạt từ 10 đến 0,1mm. - Tỉ trọng kế : áp dụng khi đất có cỡ hạt từ 0,1 đến 0,002mm. - Phối hợp các phương pháp trên : khi đất có nhiều cỡ hạt. nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : b1. Phương pháp sàng : - Cân kỹ thuật độ chính xác 1g & 0,01g ( hoặc 0,1g ). - Bộ sàng tiêu chuẩn, máy sàng. - Tủ sấy. - Cối sứ & chày bọc cao su. - Bay, chảo, dao con. nhieu.dcct@gmail.com Sàng lỗ tròn theo tiêu chuẩn VN, TQ, Nga Sàng lỗ vuông theo tiêu chuẩn ASTM, BS Các loại máy sàng nhieu.dcct@gmail.com Phương pháp tỉ trọng kế (AASHTO T88): Cần thêm các dụng cụ: - Tỉ trọng kế ( loại A hay B ). - ống đong thủy tinh 1000ml đường kính 60mm. - Bình tam giác 1000ml. - Que khuấy. - Nhiệt kế độ chính xác 0,5oC. - Bơm cao su hình quả lê. - Thước thẳng có khắc vạch đến mm dài 20cm. - Đồng hồ bấm giây.nhieu.dcct@gmail.com Ống đong thủy tinh Tỉ trọng kế Nhiệt kế điện tử đồng hồ bấm giây Bơm cao su nhieu.dcct@gmail.com c. Chuẩn bị mẫu : - Phơi mẫu đất khô gió hoặc sấy ở 60oC đến khi khối lượng không đổi. - Nghiền vỡ các hạt kết bằng chày cao su. - Rút gọn mẫu đến cỡ mẫu thí nghiệm bằng máng chia mẫu hoặc phương pháp chia tư như quy định trong TCVN 4198:1995. nhieu.dcct@gmail.com d. Trình tự thí nghiệm : d1. Phương pháp sàng khô : - Cân khối lượng mẫu ban đầu. - Sàng đất qua các cỡ sàng từ lớn tới nhỏ. - Cân khối lượng đất sót trên các sàng & lọt xuống ngăn đáy. nhieu.dcct@gmail.com d2. Phương pháp sàng ướt : - Cân khối lượng mẫu ban đầu. - Làm ẩm đất, nghiền đất bằng chày cao su. - Đổ nước vào đất, khuấy đều, để lắng 10 đến 15 giây. - Sàng thể vẩn (nước đục) qua sàng 0,1mm. - Tiếp tục đổ nước, khuấy, sàng cho đến khi nước trong. nhieu.dcct@gmail.com - Phơi khô gió phần đất còn lại (không lọt qua sàng 0,1mm) , cân khối lượng. - Sàng phần đất còn lại qua các sàng như PP sàng khô. - Cân khối lượng đất sót trên các sàng & lọt xuống ngăn đáy. nhieu.dcct@gmail.com d3. Phương pháp tỉ trọng kế : - Cân khối lượng mẫu đất ( lọt sàng 0,5mm ) tùy theo loại đất. - Sàng ướt để xác định hàm lượng hạt trên sàng 0,25mm & 0,1mm. - Đổ phần nước đục vào ống đo 1000ml, cho thêm nước cất để nước trong ống đến đúng vạch 1000ml. - Dùng que khuấy để khuấy huyền phù trong 1 phút ( cứ 2 giây kéo lên đẩy xuống 1 lần). - Ghi lại thời điểm thôi khuấy.nhieu.dcct@gmail.com - Sau 20 giây, thả tỉ trọng kế vào ống đo. - Đọc số đọc tỉ trọng kế ở các thời điểm : 30 giây, 1 ph, 3ph, 5ph & đo nhiệt độ huyền phù mỗi lần đọc số. - Lấy tỉ trọng kế khỏi ống đo. - Khuấy lại đất trong ống đo lần thứ 2. - Tiếp tục đọc số đọc tỉ trọng kế ở các thời điểm : 15ph, 30ph, 1.5giờ, 2giờ, 3giờ & 4giờ ( sau mỗi lần đọc lấy tỉ trọng kế ra thả vào ống đong đựng nước cất) & đo nhiệt độ huyền phù mỗi lần đọc số.nhieu.dcct@gmail.com e. Tính toán kết quả : ( Xem tài liệu ) Các lưu ý : - Phần đất thí nghiệm phải đại diện cho mẫu đất & đủ khối lượng theo đúng quy trình thí nghiệm. - Phải sàng cho đến khi không còn các hạt lọt qua sàng. - Cân kỹ thuật phải đảm bảo độ chính xác. - TTK phải có các số liệu về : HS hiệu chỉnh vạch khắc, HS hiệu chỉnh mặt cong, thể tích bầu, k.cách từ trọng bầu đến vạch chia đầu tiên. . . - Phải đo nhiệt độ huyền phù mỗi lần đọc số đọc trên tỉ trọng kế.nhieu.dcct@gmail.com 4. Thí nghiệm giới hạn dẻo, giới hạn chảy : a. Các phương pháp áp dụng : - Giới hạn dẻo : ( TCVN 4197:1995 ) - Giới hạn chảy : . Chùy Va-xi-li-ép. . Casagrande. nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : - Các dụng cụ thí nghiệm độ ẩm của đất. - Sàng 1mm. - Quả dọi thăng bằng Va-xi-li-ép ( hoặc dụng cụ xuyên ), dụng cụ Casagrande. - Các tấm kính nhám. nhieu.dcct@gmail.com Bộ dụng cụ xác định giới hạn dẻo nhieu.dcct@gmail.com Dụng cụ xác định giới hạn chảy ( kiểu Va-xi-li-ép) nhieu.dcct@gmail.com Dụng cụ xác định giới hạn chảy kiểu Va-xi-li-ép khác nhieu.dcct@gmail.com Dụng cụ xác định giới hạn chảy Casagrande hãng Matest nhieu.dcct@gmail.com Dụng cụ xác định giới hạn chảy Casagrande hãng ELE nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : c1. Xác định giới hạn dẻo : - Phơi mẫu đất khô gió, nghiền nhỏ bằng chày cao su. - Sàng đất qua sàng 1mm, xác định% lượng hạt trên sàng. - Rút gọn mẫu lọt sàng 1mm đến cỡ mẫu thí nghiệm (150g). - Trộn ẩm mẫu đất với nước, ủ mẫu trong ít nhất 2 giờ. nhieu.dcct@gmail.c ... , cho BTN vào bình, cho thêm 30 giọt phụ gia thấm ướt; - Cho 2 bình vào bình chân không, hút chân không đến 10mm Hg, giữ trong 1 giờ; - Lấy bình ra, đổ thêm nước cất đến vạch định mức, đưa vào thùng bảo ôn 30 phút ở nhiệt độ 20oC; - Lấy bình ra, lau sạch, cân khối lượng. nhieu.dcct@gmail.com c1. Theo AASHTO : - Tách mẫu BTN, sấy khô; - Cân mẫu ( 500 ÷4000g tùy theo Dmax ); - Cho nước cất 25oC vào đầy bình, cân khối lượng; - Đổ bớt nước, cho mẫu vào bình, hút chân không đến 3,7 ± 0,3 Kpa; giữ trong 15 phút; -Mở van xả để áp suất trở về bình thường, đổ thêm nước cất 25oC đầy bình; - Lau sạch, cân khối lượng trong vòng 10 phút. Tính toán độ rỗng BTN từ khối lượng thể tích & khối lượng riêng của BTN. nhieu.dcct@gmail.com 5. Xác định cường độ chịu nén của BTN : a. Mục đích : Xác định độ bền chịu nén của mẫu BTN hình trụ có chiều cao bằng đường kính. Thí nghiệm thực hiện trong quá trình thiết kế hỗn hợp trong PTN hoặc kiểm tra chất lượng hỗn hợp trong quá trình thi công, là 1 cơ sở để nghiệm thu mặt đường BTN nếu thí nghiệm theo phương pháp A của Quy trình thi công & nghiệm thu mặt đường BTN rải nóng.nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị thí nghiệm : -Máy nén; - Thùng ngâm mẫu ổn định nhiệt; - Nhiệt kế độ chính xác 1oC; - Tủ khí hậu. nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : - Dưỡng hộ mẫu đạt trạng thái thí nghiệm ( mẫu khô ở nhiệt độ 20 & 60oC, mẫu bão hòa nước ở nhiệt độ 20oC, mẫu bão hòa nước 15 ngày đêm ở nhiệt độ 20oC ) - Đưa mẫu lên máy nén, bật máy nén mẫu đến khi phá hoại. nhieu.dcct@gmail.com d. Tính toán kết quả : ( Xem tài liệu ) e. Lưu ý : - Tốc độ nén phải đảm bảo 3 ± 0,5mm/phút. - Kết quả nén các viên mẫu trong tổ không được sai khác quá 10%. - Tính toán hệ số ổn định nước, nhiệt từ các tổ mẫu. nhieu.dcct@gmail.com 6. Thí nghiệmMarshall : a. Mục đích : Xác định độ bền Marshall (Stability), độ chảy(Flow) của mẫu BTN, từ đó tính toán tiếp thương số Marshall. b. Thiết bị thí nghiệm : -Máy Marshall; - Thùng ngâm mẫu Marshall; - Nhiệt kế độ chính xác 0,1oC; - Đồng hồ bấm giây; - Thước kẹp đo kích thước mẫu. nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : - Bật thùng dưỡng hộ mẫu đạt nhiệt độ 60 ± 1oC; - Ngâm mẫu trong thùng dưỡng hộ 60 ± 5 phút (AASHTO T245 là 30 ÷ 40 ph); - Vệ sinh máy, bôi dầu chống dính vào mặt trong khuôn nén, điều chỉnh đồng hồ lực về 0 - Lấy mẫu ra, đưa vào khuôn nén, điều chỉnh thớt nén lên trên để đồng hồ lực chuyển vị, đọc số đọc ban đầu ở đồng hồ đo độ chảy; - Bật máy nén mẫu đến khi phá hoại, đọc giá trị sau của đồng hồ đo độ chảy & đồng hồ đo lực.nhieu.dcct@gmail.com d. Tính toán kết quả : ( Xem tài liệu ) e. Lưu ý : - Thời gian thí nghiệm mẫu không quá 90 giây (Việt Nam) và 60 giây (AASHTO) từ khi vớt mẫu khỏi thùng dưỡng hộ. - Phải hiệu chỉnh độ ổn định nếu chiều cao mẫu khác 63,5mm. nhieu.dcct@gmail.com 7. Xác định thành phần hạt & hàm lượng nhựa BTN : a. Mục đích : - Kiểm tra chất lượng chế tạo BTN ở trạm trộn, trên xe vận chuyển hoặc phễu chứa máy rải. - Kiểm tra chất lượng mặt đường BTN sau khi đã thi công xong ( nếu chưa kiểm tra trong quá trình thi công ). nhieu.dcct@gmail.com b. Thiết bị thí nghiệm: - Dụng cụ chiết tách nhựa (xốc-lét) hoặc máy phân tích hàm lượng nhựa (ly tâm); - Cân kỹ thuật độ chính xác 0,1g và 0,001g; - Bộ sàng tiêu chuẩn; - Bình đựng 3 - 5 lít; - ống lường 100ml; - Giấy lọc đường kính 31,5cm; - Tủ sấy; - Bếp; - Dung môi hòa tan nhựa ( Êtylen hoặc dầu hỏa )nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : c1. Dùng dụng cụ Xốc-lét : - Làm rời BTN, sấy khô ở nhiệt độ 50 ÷ 60oC; - Cân khối lượng mẫu BTN khô; - Đổ BTN vào bao giấy lọc, đưa vào dụng cụ; - Đổ dung môi Êtylen vào bình, lắp đặt dụng cụ; - Đốt nóng dung môi cho hòa tan hết nhựa; - Sấy cho dung môi bay hơi hết, cân khối lượng nhựa; - Sấy khô phần cốt liệu, cân & phân tích thành phần hạt.nhieu.dcct@gmail.com c2. Dùng máy ly tâm nhựa : - Làm rời BTN ở nhiệt độ 110 ± 5oC; - Cân khối lượng mẫu BTN khô, giấy lọc; - Đổ BTN & dung môi vào đĩa quay, ngâm mẫu 1 giờ; - Đưa đĩa quay vào máy, đặt giấy lọc, lắp đĩa đậy, đóng nắp máy; - Bật máy quay để dung môi đã hòa tan nhựa tách ra ngoài do lực ly tâm, đổ thêm dung môi, quay 2 đến 3 lần nữa cho đến khi dung môi có màu sáng. Thu toàn bộ dung môi chảy ra, xác định thể tích dung môi. nhieu.dcct@gmail.com - Chải khoáng chất bám trên lọc, sấy khô giấy lọc & cốt liệu còn lại trong đĩa quay, cân khối lượng để xác định lượng cốt liệu lẫn trong giấy lọc; - Lấy 100ml dung môi lẫn nhựa & khoáng chất, lọc qua giấy lọc ít tro, nung giấy ở nhiệt độ 500 ÷ 600oC, cân lại để xác định lượng khoáng chất lẫn trong dung môi; - Sấy khô phần cốt liệu, đem phân tích thành phần hạt. nhieu.dcct@gmail.com Chương 8 THÍ NGHIỆM CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG nhieu.dcct@gmail.com Các nội dung chính 1. Thí nghiệm đánh giá cường độ mặt đường. 2. Thí nghiệm đánh giá độ bằng phẳng. 3. Thí nghiệm đánh giá độ nhám. nhieu.dcct@gmail.com 8.1. Thí nghiệm cường độ mặt đường 1. Các phương pháp đánh giá cường độ mặt đường: - Cường độ mặt đường thường được đánh giá thông qua trị số mô đun đàn hồi (tĩnh hoặc động). Bản chất của phương pháp là đo đạc giá trị độ lún đàn hồi của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng để từ đó tính toán Eđh.nhieu.dcct@gmail.com Biến dạng của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng xe Chậu võng nhieu.dcct@gmail.com a. Nhóm thiết bị đo võng ở trạng thái tĩnh : - bàn nén tĩnh, cần Benkelman; - Thiết bị đo võng di động - tự động; Đo võng độ võng mặt đường bằng cần Benkelman nhieu.dcct@gmail.com Thiết bị đo độ võng di động nhieu.dcct@gmail.com b. Nhóm thiết bị đo võng ở trạng thái động : - nhóm thiết bị đo võng động học ổn định ( Dynaflect, Road Rater) Dynaflectnhieu.dcct@gmail.com Sơ đồ đo độ lún Dynaflect nhieu.dcct@gmail.com Road Rater nhieu.dcct@gmail.com - Nhóm thiết bị đo võng động học kiểu xung lực loại nhẹ ( Falling Weight De flectometer - FWD) dùng cho đường ô tô. nhieu.dcct@gmail.com - Nhóm thiết bị đo võng động học kiểu xung lực loại nặng ( Heavy Weight De flectometer - HWD) dùng cho đường sân bay. nhieu.dcct@gmail.com Công thức chuyển đổi độ lún đàn hồi - Dynaflect sang Benkelman : BB = 20.63 (D) - Road Rater sang Benkelman : BB = 2.57 + 1.27(RR) - FWD sang Benkelman : BB = 1.33269 + 0.93748 (FWD) nhieu.dcct@gmail.com 2. Thí nghiệm mô đun đàn hồi mặt đường bằng cần Benkenman (22 TCN 251:1998): a. Phạm vi áp dụng: Các kết cấu mặt đường có tính toàn khối (BTN, CPĐD GCXM, cát GCXM, đất GC vôi...) b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm: - Xe tiêu chuẩn. - Cần Benkenman. - Nhiệt kế. - Đồng hồ bấm giây. - Các dụng cụ khác... nhieu.dcct@gmail.com Cần Benkenman Matest nhieu.dcct@gmail.com Cần Benkenman ELE nhieu.dcct@gmail.com c. Chuẩn bị thí nghiệm : - Phân chia tuyến thành các đoạn đồng nhất, 1 đoạn đồng nhất đo 20 điểm. - Đánh dấu vị trí các điểm đo ( cách mép đường 0,6-1,2m). - Chuẩn bị xe đo : xe có trục đơn, bánh kép, Q=10000daN, D=33cm, p=6daN/cm2, tải chất đối xứng & không thay đổi. - Kiểm tra cần đo võng, đo tải trọng xe, diện tích vệt bánh, tính toán đường kính vệt bánh tương đương & áp lực bánh xe xuống mặt đường.nhieu.dcct@gmail.com d. Trình tự thí nghiệm : - Cho xe đo vào vị trí; Đo nhiệt độ mặt đường. - Đặt đầu đo vào tâm khe hở giữa 2 bánh; hiệu chỉnh đồng hồ đo. - Đọc số đọc ban đầu khi kim đồng hồ ổn định - lo; - Cho xe từ từ tiến về phía trước cách điểm đo tối thiểu 5m; - Đọc số đọc khi kim đồng hồ ổn định - l1. nhieu.dcct@gmail.com e. Xử lý kết quả đo võng : - Tính độ võng đàn hồi tại điểm đo : Li= (L0 - L1).K - Độ võng tính toán tại điểm đo : Litt = Kq . Km . Kt . Li - Tính độ võng đàn hồi đặc trưng Lđt của từng đoạn đường thử nghiệm : Lđt = Ltb + K.δ - Tính trị số mô đun đàn hồi đặc trưng của đoạn thử nghiệm. nhieu.dcct@gmail.com Trong đó hệ số Poát-xông μ = 0,3. f. Các lưu ý khi thí nghiệm : - Phương pháp thí nghiệm chỉ áp dụng cho kết cấu áo đường có tầng mặt toàn khối. - Nhiệt độ mặt đường không lớn hơn 40oC. - Phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ mặt đường. 2cm/daN,)1.( L D.P.693,0E 2 dt dt μ−= nhieu.dcct@gmail.com 3. Thí nghiệm mô đun đàn hồi bằng bàn nén tĩnh (22 TCN 211:1993) : a. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : bàn nén, kích, dụng cụ đo độ lún. nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com 3. Thí nghiệm mô đun đàn hồi bằng bàn nén tĩnh ( 22 TCN 211:1993 ) : a. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : bàn nén, kích, cần Benkelman. nhieu.dcct@gmail.com b. Chuẩn bị thí nghiệm : - Phân chia tuyến thành các đoạn đồng nhất, 1 đoạn đo 20 điểm. - Đánh dấu vị trí các điểm đo (cách mép đường 0,6-1,2m). - Kiểm tra cần đo võng, kích. - Từ P tính toán (daN/cm2) x tính lực kích (DaN) x tra bảng hiệu chuẩn kích để biết số đọc đồng hồ của kích. nhieu.dcct@gmail.com c. Trình tự thí nghiệm : - Cho xe đo vào vị trí; - Đặt bàn nén dưới sắt xi xe sao cho bàn nén tiếp xúc hoàn toàn với mặt đường, lắp đặt bộ phận đo độ lún đàn hồi. - Kích đến cấp lực tính toán, giữ 5 phút. - Xả kích, đọc số đọc ban đầu khi kim đồng hồ ổn định - lo; - Kích đến cấp lực tính toán, đọc số đọc khi kim đồng hồ ổn định - l1; - Xả kích, đọc số đọc khi kim đồng hồ ổn định - l2; nhieu.dcct@gmail.com Ghi chú: - Việc chia thành 4 cấp áp lực để gia tải và dỡ tải rồi quan trắc độ lún ở từng cấp sẽ cho phép xây dựng được quan hệ giữa áp lực và độ lún đàn hồi. nhieu.dcct@gmail.com d. Xử lý kết quả đo võng : (theo 22 TCN 251:1998) - Tính trị số mô đun đàn hồi đặc trưng của đoạn thử nghiệm. 2cm/daN,)1.( L D.P. 4 E 2 dt dt μ−π= Trong đó hệ số Poát-xông: . khi đo Echung: μ = 0,3. . khi đo Enền : μ = 0,35. nhieu.dcct@gmail.com Một số hình ảnh kiểm định tại nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng bàn nén nhieu.dcct@gmail.com Một số hình ảnh kiểm định tại nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng bàn nén nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com e. Các lưu ý khi thí nghiệm : - Phương pháp thí nghiệm áp dụng cho cả kết cấu áo đường có tầng mặt toàn khối và không toàn khối. - Áp lực phân bố trên bàn nén tùy thuộc vào lớp vật liệu: . Nền đất : 2 ÷ 2,5 daN/cm2. . Lớp móng : 4 ÷ 4,5 daN/cm2. . Lớp mặt : 5,6 ÷ 6,0 daN/cm2. nhieu.dcct@gmail.com 5. Thí nghiệm mô đun đàn hồi mặt đường thiết bị FWD ( 22 TCN 336:2006 ): a. Mục đích thí nghiệm : - Dùng cho công tác kiểm tra, đánh giá cường độ mặt đường để thiết kế kết cấu mặt đường theo 22TCN 274:2001 hoặc theo AASHTO. - Không sử dụng để thiết kế kết cấu mặt đường theo 22TCN 211:1993. b. Bản chất phương pháp: - Cho khối tải trọng Q có chiều cao H rơi xuống 1 tấm ép có đường kính D=30cm (được bọc 1 lớp cao su) thông qua bộ phận giảm chấn để tạo ra 1 xung lực có thời gian tác dụng khoảng 0,02 ÷ 0,06 giây. nhieu.dcct@gmail.com - Các thiết bị cảm biến sẽ ghi lại độ lún của mặt đường khi xung lực tác dụng, là cơ sở để tính toán mô đun đàn hồi hữu hiệu của nền đường, kết cấu mặt đường & tính toán chỉ số kết cấu hữu hiệu. c. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm : thiết bị FWD nhieu.dcct@gmail.com d. Chuẩn bị thí nghiệm : - Phân chia tuyến thành các đoạn đồng nhất (500 ÷1000m), 1 đoạn đồng nhất đo 20 điểm. Những đoạn yếu cục bộ có thể ngắn đến 100m (đo tối thiểu 15 điểm). - Đánh dấu vị trí các điểm đo ( cách mép đường 0,6-1,2m). - Nếu đường nhiều làn xe, đo ở làn xe quan sát thấy yếu nhất. nhieu.dcct@gmail.com e. Trình tự thí nghiệm : - Làm sạch vị trí thí nghiệm. - Cho xe đo vào vị trí; Đo nhiệt độ mặt đường (30 phút/1lần). - Hạ tấm ép & các cảm biến vào vị trí. - Nâng quả nặng lên cao, thả rơi xuống để tạo xung lực (xấp xỉ 40KN); - Lặp lại lần nữa, nếu kết quả đo võng sai khác không quá 5% thì lấy kết quả lần 2. - Nếu kết quả đo võng sai khác quá 5% thì làm lại lần 3, 4, 5 cho đến khi đạt. - Nêu không đạt kiểm tra lại thiết bị. nhieu.dcct@gmail.com f. Xử lý kết quả đo võng : -Môđun đàn hồi của nền đường tại điểm đo i: Với: P - xung lực (KN); r - là khoảng cách từ điểm đo độ võng đến tâm tấm ép truyền tải trọng (thoả mãn điều kiện r ≥ 0,7ae ), cm; dri - là 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 là r , cm. r.d P.4,2M ri ri = nhieu.dcct@gmail.com -Môđun đàn hồi đặc trưng của đoạn nền đường: Mô đun đàn hồi hữu hiệu của nền đường dùng để thiết kế: n M M n 1i ri r ∑ == r tk M.33,0M r = nhieu.dcct@gmail.com Từ công thức sau tính ra được các Epi: Môđun đàn hồi đặc trưng của đoạn đường: ⎪⎪ ⎪ ⎭ ⎪⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+ −+ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛+ = pi 2 3 r p r o E a D1 1 1 M E a D1.M 1.a.p.5,1d n E E n 1i pi p ∑ ==nhieu.dcct@gmail.com 8.3. Thí nghiệm độ bằng phẳng 1. Các phương pháp đánh giá độ bằng phẳng mặt đường : a. Dùng thước 3m. nhieu.dcct@gmail.com b. Dùng thước có bánh xe (Profilograph ). nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com c. Xác định chỉ số IRI (International Roughness Index): nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com 2. Đánh giá độ bằng phẳng mặt đường bằng thước 3m ( 22TCN 16-79): a. Thiết bị : - Thước 3m có tiết diện chữ nhật rỗng, thẳng, làm bằng hợp kim nhẹ có độ võng giữa thước do trọng lượng bản thân không quá 0.5mm; - Nêm đo khe hở có các khấc 3, 5, 7, 10, 15mm nhieu.dcct@gmail.com b. Trình tự thí nghiệm : - 1km đo 3 đến 5 mặt cắt; - 1 mặt cắt đo 3 vị trí : tim đường & cách mép lề đường 50cm; - tại vị trí đo đặt thước dọc theo trục đường, đo khe hở bằng nêm tại các vị trí 50, 100, 150, 200, 250cm; c. Tính toán kết quả : - Tính % số khe hở; - Đánh giá theo quy trình; nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com 8.4. Thí nghiệm đo độ nhám 1. Các phương pháp xác định độ nhám mặt đường : a. Phương pháp rắc cát : b. Con lắc Anh : c. Xác định cự ly hãm xe : d. Xác định hệ số bám ngang ( Sideway-force test ) : e. Xác định hệ số bám dọc ( The Bracking-force test ) : nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com 2. Xác định độ nhám mặt đường bằng phương pháp rắc cát ( 22 TCN 278-01): a. Thiết bị : - ống đong 25cm3; - Bàn xoa cát đường kính 65 ± 5mm; - Bàn chải, thước thép; - Cân 0,1g. nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com 98,0K tt t ≥γ γ= nhieu.dcct@gmail.com b. Trình tự thí nghiệm : - 1 đoạn đại diện dài 500 - 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.nhieu.dcct@gmail.com Giới thiệu thêm một số hình ảnh về thiết bị kiểm tra bề mặt mặt đường nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com Thiết bị thăm dò chất lượng mặt đường bằng RADAR nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com nhieu.dcct@gmail.com
File đính kèm:
bai_giang_thi_nghiem_duong_o_to_nguyen_bien_cuong.pdf