I. Cường độ chống cắt của bê tông asphalt mặt đường
Cường độ chống cắt là một trong những tính chất cơ học quan trọng của bê tông asphalt, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và khả năng chịu tải của mặt đường. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định cường độ chống cắt thông qua các thí nghiệm bê tông như nén ba trục và phân tích cường độ. Kết quả cho thấy, cường độ chống cắt phụ thuộc vào loại nhựa, nhiệt độ, và tốc độ gia tải. Các thí nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm đã xác định được các tham số lực dính đơn vị (c) và góc nội ma sát (φ), giúp đánh giá độ bền của bê tông asphalt trong các điều kiện khác nhau.
1.1. Phương pháp thí nghiệm nén ba trục
Phương pháp nén ba trục được sử dụng để xác định cường độ chống cắt của bê tông asphalt. Thiết bị nén ba trục được cải tiến để phù hợp với vật liệu xây dựng như bê tông asphalt. Các thí nghiệm được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau (30°C, 45°C, 60°C) và tốc độ gia tải khác nhau (0.5 mm/phút, 7.5 mm/phút). Kết quả cho thấy, cường độ chống cắt giảm khi nhiệt độ tăng và tăng khi tốc độ gia tải tăng. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc kiểm soát nhiệt độ và tốc độ gia tải trong thiết kế kết cấu mặt đường.
1.2. Ảnh hưởng của loại nhựa đến cường độ chống cắt
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng loại nhựa sử dụng trong bê tông asphalt có ảnh hưởng đáng kể đến cường độ chống cắt. Các loại nhựa như nhựa 60/70, nhựa 40/50, và nhựa PMB III được thử nghiệm. Kết quả cho thấy, nhựa PMB III có cường độ chống cắt cao hơn so với các loại nhựa khác. Điều này cho thấy việc lựa chọn loại nhựa phù hợp là yếu tố quan trọng trong thiết kế kết cấu mặt đường, đặc biệt là trong các công trình giao thông chịu tải trọng lớn.
II. Biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt
Biến dạng không hồi phục là hiện tượng biến dạng vật liệu xảy ra khi bê tông asphalt chịu tải trọng lặp đi lặp lại, dẫn đến lún vệt bánh xe và giảm độ bền của mặt đường. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá biến dạng không hồi phục thông qua các thí nghiệm từ biến tĩnh và thí nghiệm tải trọng lặp. Kết quả cho thấy, biến dạng không hồi phục phụ thuộc vào nhiệt độ, áp lực, và loại nhựa sử dụng.
2.1. Thí nghiệm từ biến tĩnh
Thí nghiệm từ biến tĩnh được thực hiện để đánh giá biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt trong điều kiện tải trọng tĩnh. Các mẫu thử nghiệm được đặt dưới áp lực và nhiệt độ khác nhau. Kết quả cho thấy, biến dạng không hồi phục tăng khi nhiệt độ và áp lực tăng. Điều này cho thấy, bê tông asphalt dễ bị biến dạng hơn trong điều kiện nhiệt độ cao và tải trọng lớn.
2.2. Thí nghiệm tải trọng lặp
Thí nghiệm tải trọng lặp được thực hiện để mô phỏng điều kiện thực tế khi mặt đường chịu tải trọng lặp đi lặp lại từ các phương tiện giao thông. Kết quả cho thấy, biến dạng không hồi phục tăng theo số chu kỳ tải trọng. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc thiết kế kết cấu mặt đường có khả năng chịu được tải trọng lặp để giảm thiểu biến dạng không hồi phục và kéo dài tuổi thọ của công trình giao thông.
III. Ứng dụng thực tiễn trong kỹ thuật xây dựng
Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong kỹ thuật xây dựng, đặc biệt là trong thiết kế kết cấu mặt đường. Kết quả nghiên cứu về cường độ chống cắt và biến dạng không hồi phục của bê tông asphalt có thể được áp dụng để cải thiện độ bền và tuổi thọ của mặt đường. Các phương pháp thí nghiệm và phân tích cường độ được đề xuất trong nghiên cứu có thể được sử dụng làm cơ sở cho các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu trong tương lai.
3.1. Thiết kế kết cấu mặt đường
Kết quả nghiên cứu về cường độ chống cắt và biến dạng không hồi phục có thể được sử dụng để thiết kế kết cấu mặt đường hiệu quả hơn. Việc lựa chọn loại nhựa phù hợp, kiểm soát nhiệt độ và tốc độ gia tải trong quá trình thi công là những yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền của mặt đường.
3.2. Cải thiện tuổi thọ công trình giao thông
Nghiên cứu cũng đề xuất các biện pháp để cải thiện tuổi thọ của công trình giao thông bằng cách giảm thiểu biến dạng không hồi phục và tăng cường độ chống cắt của bê tông asphalt. Các biện pháp này bao gồm sử dụng vật liệu xây dựng chất lượng cao, áp dụng kỹ thuật xây dựng tiên tiến, và thực hiện thí nghiệm bê tông định kỳ để đánh giá độ bền của mặt đường.
