I. Tổng quan về ảnh hưởng của cốt liệu thô đến biến dạng không hồi phục của bê tông nhựa nóng
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của cốt liệu thô đến biến dạng không hồi phục trong bê tông nhựa nóng tại Việt Nam. Cốt liệu thô đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khung cấu trúc của hỗn hợp bê tông nhựa, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tải và độ bền của mặt đường. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, cấp phối cốt liệu và khung cốt liệu thô là yếu tố quyết định đến tính chất bê tông và biến dạng bê tông. Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của Việt Nam, biến dạng không hồi phục thường xảy ra do tác động của tải trọng giao thông và nhiệt độ cao.
1.1. Thành phần vật liệu và cấu trúc của bê tông nhựa
Bê tông nhựa nóng là hỗn hợp gồm cốt liệu, nhựa đường và các phụ gia. Cốt liệu thô chiếm tỷ lệ lớn trong hỗn hợp, tạo thành khung chịu lực chính. Cấu trúc của hỗn hợp bê tông nhựa được chia thành ba cấp độ: vi mô, trung mô và vĩ mô. Ở cấp độ vĩ mô, khung cốt liệu thô quyết định độ cứng và khả năng chống biến dạng không hồi phục. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa cấp phối cốt liệu giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông và giảm thiểu các hư hỏng như lún vệt bánh xe.
1.2. Biến dạng không hồi phục và các hư hỏng liên quan
Biến dạng không hồi phục là hiện tượng mặt đường bị lún vĩnh viễn dưới tác động của tải trọng lặp lại. Các dạng hư hỏng chính bao gồm: lún vệt bánh xe do bê tông nhựa bị chảy dẻo, lún vệt bánh xe do kết cấu và lún vệt bánh xe lớp mặt. Cốt liệu thô có vai trò quan trọng trong việc hạn chế các hư hỏng này. Các thí nghiệm như thí nghiệm từ biến và thí nghiệm biến dạng không hồi phục được sử dụng để đánh giá khả năng chống biến dạng của hỗn hợp bê tông nhựa.
II. Phương pháp nghiên cứu và thiết kế cấp phối cốt liệu
Nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế cấp phối cốt liệu hỗn hợp bê tông nhựa nóng có xét đến việc hình thành khung cốt liệu thô. Phương pháp Bailey được áp dụng để tối ưu hóa tỷ lệ các loại cốt liệu, đảm bảo hỗn hợp có khả năng chống biến dạng không hồi phục tốt nhất. Các thông số như cỡ sàng phân định cốt liệu, tỷ lệ phối trộn và khối lượng thể tích được tính toán kỹ lưỡng. Kết quả thiết kế cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông và giảm thiểu các hư hỏng mặt đường.
2.1. Nguyên lý hình thành cường độ của hỗn hợp bê tông nhựa
Cường độ của bê tông nhựa nóng được hình thành từ sự liên kết giữa cốt liệu, nhựa đường và các phụ gia. Khung cốt liệu thô đóng vai trò chính trong việc truyền tải ứng suất và chịu lực. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa cấp phối cốt liệu giúp tăng cường khả năng chống biến dạng không hồi phục. Phương pháp Bailey được sử dụng để thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ, đảm bảo độ bền và ổn định của mặt đường.
2.2. Kết quả thiết kế cấp phối cốt liệu
Kết quả thiết kế cấp phối cốt liệu theo phương pháp Bailey cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông. Các thông số như cỡ sàng phân định cốt liệu, tỷ lệ phối trộn và khối lượng thể tích được tính toán kỹ lưỡng. Hỗn hợp bê tông nhựa được thiết kế có khả năng chống biến dạng không hồi phục tốt, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của Việt Nam.
III. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của cốt liệu thô đến biến dạng không hồi phục
Các thí nghiệm thực nghiệm được tiến hành để đánh giá ảnh hưởng của cốt liệu thô đến biến dạng không hồi phục của bê tông nhựa nóng. Các thí nghiệm bao gồm thí nghiệm vệt hằn bánh xe và thí nghiệm từ biến. Kết quả cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp giảm đáng kể biến dạng không hồi phục. Các yếu tố như hàm lượng cốt liệu thô, cấp phối cốt liệu và tỷ lệ phối trộn có ảnh hưởng lớn đến khả năng chống biến dạng của hỗn hợp bê tông nhựa.
3.1. Thí nghiệm vệt hằn bánh xe
Thí nghiệm vệt hằn bánh xe được sử dụng để đánh giá khả năng chống biến dạng không hồi phục của bê tông nhựa nóng. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp giảm đáng kể chiều sâu vệt lún. Các yếu tố như hàm lượng cốt liệu thô và cấp phối cốt liệu có ảnh hưởng lớn đến kết quả thí nghiệm. Hỗn hợp bê tông nhựa được thiết kế theo phương pháp Bailey cho kết quả tốt nhất trong việc chống biến dạng không hồi phục.
3.2. Thí nghiệm từ biến
Thí nghiệm từ biến được thực hiện để đánh giá khả năng chống biến dạng không hồi phục của bê tông nhựa nóng dưới tác động của tải trọng lặp lại. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp giảm đáng kể biến dạng không hồi phục. Các yếu tố như hàm lượng cốt liệu thô và cấp phối cốt liệu có ảnh hưởng lớn đến kết quả thí nghiệm. Hỗn hợp bê tông nhựa được thiết kế theo phương pháp Bailey cho kết quả tốt nhất trong việc chống biến dạng không hồi phục.
IV. Phân tích cấu trúc hỗn hợp bê tông nhựa và khả năng chống biến dạng không hồi phục
Phần mềm IPAS-2 được sử dụng để phân tích cấu trúc hỗn hợp bê tông nhựa và đánh giá khả năng chống biến dạng không hồi phục. Các chỉ số như chỉ số cấu trúc ISI, số tiếp xúc và chiều dài tiếp xúc được tính toán để đánh giá mức độ chặt chẽ của khung cốt liệu thô. Kết quả phân tích cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông và giảm thiểu các hư hỏng mặt đường.
4.1. Phương pháp phân tích ảnh xác định cấu trúc hỗn hợp bê tông nhựa
Phần mềm IPAS-2 được sử dụng để phân tích cấu trúc hỗn hợp bê tông nhựa. Các chỉ số như chỉ số cấu trúc ISI, số tiếp xúc và chiều dài tiếp xúc được tính toán để đánh giá mức độ chặt chẽ của khung cốt liệu thô. Kết quả phân tích cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông và giảm thiểu các hư hỏng mặt đường.
4.2. Quan hệ giữa các chỉ tiêu cấu trúc với khả năng chống biến dạng không hồi phục
Các chỉ tiêu cấu trúc như chỉ số cấu trúc ISI, số tiếp xúc và chiều dài tiếp xúc có mối quan hệ chặt chẽ với khả năng chống biến dạng không hồi phục của bê tông nhựa nóng. Kết quả phân tích cho thấy, hỗn hợp bê tông nhựa có khung cốt liệu thô chặt chẽ giúp cải thiện đáng kể tính chất bê tông và giảm thiểu các hư hỏng mặt đường. Các chỉ tiêu cấu trúc này có thể được sử dụng để đánh giá và tối ưu hóa cấp phối cốt liệu trong thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa.
