I. Nghiên cứu tổng quan về mặt đường bê tông xi măng sân bay
Phần này tập trung vào nghiên cứu cấu tạo và quá trình truyền nhiệt trong mặt đường bê tông xi măng (BTXM) tại các sân bay. Các thông số nhiệt lý của vật liệu được phân tích, cùng với ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất của mặt đường. Thiết bị gia tải động (HWD) được giới thiệu như một công cụ đánh giá hiệu quả. Các nghiên cứu liên quan đến truyền nhiệt và ảnh hưởng của nhiệt độ đến các thông số đo bằng HWD cũng được tổng hợp.
1.1. Cấu tạo và quá trình truyền nhiệt
Mặt đường BTXM được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau, mỗi lớp có thông số nhiệt lý riêng. Quá trình truyền nhiệt trong mặt đường phụ thuộc vào các yếu tố như độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng và độ dày của từng lớp. Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố nhiệt trong mặt đường, từ đó tác động đến các thông số mặt đường như độ võng và khả năng chịu tải.
1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mặt đường BTXM
Nhiệt độ cao có thể gây ra hiện tượng uốn vồng trong tấm BTXM, làm giảm tiếp xúc giữa tấm và lớp móng. Điều này ảnh hưởng đến độ võng khi đo bằng thiết bị gia tải động (HWD). Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến hiệu ứng chèn móc (aggregate interlock) giữa các tấm liền kề, từ đó tác động đến hệ số truyền lực (LTE) tại các khe nối.
II. Phương trình truyền nhiệt và xác định thông số mặt đường
Phần này trình bày phương trình truyền nhiệt trong mặt đường BTXM, bao gồm dạng tổng quát và các giả thuyết liên quan. Các phương pháp xác định phân bố nhiệt trong tấm BTXM được thảo luận, cùng với việc hiệu chỉnh các thông số của phương trình truyền nhiệt. Kết quả đo bằng thiết bị gia tải động (HWD) được sử dụng để xác định các thông số mặt đường như mô đun đàn hồi và hệ số nền.
2.1. Phương trình truyền nhiệt trong mặt đường BTXM
Phương trình truyền nhiệt được xây dựng dựa trên các giả thuyết về sự phân bố nhiệt độ trong tấm BTXM. Các thông số như hệ số truyền nhiệt và nhiệt dung riêng được hiệu chỉnh để phù hợp với điều kiện thực tế. Phương trình này cho phép dự đoán nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong tấm dựa trên số liệu nhiệt độ tại một điểm bất kỳ.
2.2. Xác định thông số mặt đường bằng HWD
Thiết bị gia tải động (HWD) được sử dụng để đo độ võng của mặt đường, từ đó tính toán các thông số mặt đường như mô đun đàn hồi và hệ số nền. Kết quả đo được phân tích bằng các mô hình toán học và phần mềm chuyên dụng như COMFAA. Nhiệt độ tại thời điểm đo ảnh hưởng đáng kể đến kết quả, do đó cần được hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác.
III. Thí nghiệm khảo sát biến thiên nhiệt độ và đánh giá mặt đường
Phần này mô tả các thí nghiệm được thực hiện để khảo sát sự biến thiên nhiệt độ trong tấm BTXM và đánh giá mặt đường bằng thiết bị gia tải động (HWD). Các thí nghiệm được quy hoạch và thực hiện tại các sân bay thực tế, với mục tiêu xác định mối quan hệ giữa nhiệt độ và các thông số mặt đường.
3.1. Thí nghiệm khảo sát nhiệt độ
Thí nghiệm được thực hiện để đo nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong tấm BTXM, từ đó xác định sự biến thiên nhiệt độ theo chiều sâu. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để hiệu chỉnh phương trình truyền nhiệt và đánh giá độ tin cậy của thiết bị đo.
3.2. Thí nghiệm đánh giá mặt đường bằng HWD
Thiết bị gia tải động (HWD) được sử dụng để đo độ võng của mặt đường tại các vị trí khác nhau. Kết quả đo được phân tích để xác định các thông số mặt đường như mô đun đàn hồi và hệ số truyền lực (LTE). Nhiệt độ tại thời điểm đo được ghi nhận và sử dụng để phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến kết quả đo.
IV. Hiệu chỉnh phương trình truyền nhiệt và phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ
Phần này trình bày việc hiệu chỉnh phương trình truyền nhiệt dựa trên kết quả thí nghiệm và phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến các thông số mặt đường. Các điều kiện biên và tham số của phương trình truyền nhiệt được xác định, cùng với việc đánh giá lại phương trình sau khi hiệu chỉnh.
4.1. Hiệu chỉnh phương trình truyền nhiệt
Phương trình truyền nhiệt được hiệu chỉnh dựa trên kết quả đo nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong tấm BTXM. Các tham số như hệ số truyền nhiệt và nhiệt dung riêng được điều chỉnh để phù hợp với điều kiện thực tế. Phương trình sau hiệu chỉnh cho phép dự đoán chính xác hơn sự phân bố nhiệt độ trong tấm.
4.2. Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến các thông số mặt đường như độ võng và hệ số truyền lực (LTE). Kết quả phân tích cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa nhiệt độ và các thông số này. Các kiến nghị về thời điểm thích hợp để thực hiện thí nghiệm HWD và hiệu chỉnh kết quả đo theo nhiệt độ cũng được đưa ra.
