I. Tổng quan về lún vệt hằn bánh xe
Chương này trình bày thực trạng và nguyên nhân gây ra hiện tượng lún vệt hằn bánh xe (LVBX) trong kết cấu mặt đường. LVBX là hiện tượng bề mặt đường bị lún xuống theo phương dọc tại vệt bánh xe, gây ra hư hỏng mặt đường và nguy hiểm cho xe chạy. Các nguyên nhân chính bao gồm biến dạng dẻo của lớp bê tông nhựa, chất lượng thi công, và tải trọng xe vượt quá quy định. Tình hình thực tế tại Việt Nam cho thấy LVBX xuất hiện phổ biến trên các tuyến quốc lộ, đặc biệt là những đoạn có lưu lượng xe lớn và xe tải trọng nặng.
1.1. Khái niệm và tác hại của LVBX
LVBX là hiện tượng bề mặt đường bị lún xuống theo phương dọc tại vệt bánh xe, biểu thị sự tích lũy liên tục của các biến dạng vĩnh cửu dưới tác dụng của tải trọng lặp. Hiện tượng này gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng như tăng nhiên liệu động cơ, gây trơn trượt, và làm hư hỏng các lớp kết cấu bên dưới. LVBX cũng gây cảm giác khó chịu cho người lái xe do độ lún không đều.
1.2. Tình hình thực tế của LVBX tại Việt Nam
Theo số liệu khảo sát, LVBX xuất hiện phổ biến trên các tuyến quốc lộ chính như QL1, QL3, và QL5. Nhiều đoạn đường mới hoàn thành cũng xuất hiện hiện tượng này, đặc biệt là trên các tuyến cao tốc. Nguyên nhân chính bao gồm tải trọng xe vượt quá quy định, chất lượng thi công không đảm bảo, và biến dạng của lớp bê tông nhựa do nhiệt độ môi trường.
II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Chương này trình bày cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn. Phương pháp chính là mô phỏng số bằng phần mềm Abaqus để mô phỏng hiện tượng LVBX trong thí nghiệm Wheel Tracking. Các bước thực hiện bao gồm tạo mô hình vật liệu, mô phỏng tải trọng, và điều kiện biên. Kết quả mô phỏng được so sánh với thí nghiệm thực tế để đánh giá độ chính xác.
2.1. Mô hình phần tử hữu hạn
Mô hình phần tử hữu hạn được sử dụng để mô phỏng hiện tượng LVBX. Phương pháp này cho phép phân tích chi tiết các biến dạng và ứng suất trong kết cấu mặt đường dưới tác dụng của tải trọng lặp. Các tham số vật liệu và điều kiện biên được xác định dựa trên tiêu chuẩn và thực tế thi công.
2.2. Trình tự thí nghiệm Wheel Tracking
Thí nghiệm Wheel Tracking được thực hiện trong phòng thí nghiệm để đánh giá độ lún của mẫu bê tông nhựa dưới tác dụng của tải trọng lặp. Các bước thực hiện bao gồm chuẩn bị mẫu thử, thử nghiệm theo phương pháp A, B, và C. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để so sánh với kết quả mô phỏng.
III. Nghiên cứu mô phỏng LVBX bằng Abaqus
Chương này trình bày chi tiết quá trình mô phỏng LVBX bằng phần mềm Abaqus và so sánh kết quả với thí nghiệm Wheel Tracking. Các bước mô phỏng bao gồm tạo mô hình vật liệu, mô phỏng tải trọng, và điều kiện biên. Kết quả mô phỏng cho thấy sự tương đồng cao với thí nghiệm thực tế, đặc biệt là với các tham số vật liệu phù hợp với điều kiện Việt Nam.
3.1. Tạo mô hình vật liệu
Mô hình vật liệu được tạo trong Abaqus dựa trên các tham số vật liệu của bê tông nhựa, bao gồm cấp phối cốt liệu và tính chất cơ học. Các tham số này được xác định dựa trên tiêu chuẩn và thực tế thi công tại Việt Nam.
3.2. Kết quả mô phỏng và so sánh
Kết quả mô phỏng cho thấy độ lún của mẫu bê tông nhựa tăng dần theo số lượt tải. Kết quả này tương đồng với thí nghiệm Wheel Tracking, đặc biệt là với các tham số vật liệu phù hợp với điều kiện Việt Nam. Điều này khẳng định tính chính xác của phương pháp mô phỏng.
IV. Kết luận và kiến nghị
Chương này tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đưa ra kết luận về hiệu quả của phương pháp mô phỏng số bằng Abaqus trong việc đánh giá LVBX. Các kiến nghị được đưa ra nhằm cải thiện chất lượng thi công và thiết kế kết cấu mặt đường, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu và tải trọng giao thông tại Việt Nam.
4.1. Kết luận
Phương pháp mô phỏng bằng Abaqus cho kết quả chính xác và có thể được sử dụng để đánh giá LVBX trong thực tế. Các tham số vật liệu phù hợp với điều kiện Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác của mô phỏng.
4.2. Kiến nghị
Cần tiếp tục nghiên cứu và cải thiện chất lượng thi công kết cấu mặt đường, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu và tải trọng giao thông tại Việt Nam. Việc sử dụng các phương pháp mô phỏng số như Abaqus nên được áp dụng rộng rãi trong thiết kế và đánh giá kết cấu mặt đường.
