Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12579:2019 Bê tông nhựa - Xác định độ bền mỏi theo phương pháp uốn dầm

  • Thuộc tính
  • Nội dung
  • Tiêu chuẩn liên quan
  • Lược đồ
  • Tải về
Mục lục Đặt mua toàn văn TCVN
Lưu
Theo dõi văn bản

Đây là tiện ích dành cho thành viên đăng ký phần mềm.

Quý khách vui lòng Đăng nhập tài khoản LuatVietnam và đăng ký sử dụng Phần mềm tra cứu văn bản.

Báo lỗi
  • Báo lỗi
  • Gửi liên kết tới Email
  • Chia sẻ:
  • Chế độ xem: Sáng | Tối
  • Thay đổi cỡ chữ:
    17
Ghi chú

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 12579:2019

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12579:2019 Bê tông nhựa - Xác định độ bền mỏi theo phương pháp uốn dầm sử dụng tải trọng lặp
Số hiệu:TCVN 12579:2019Loại văn bản:Tiêu chuẩn Việt Nam
Cơ quan ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệLĩnh vực: Công nghiệp, Xây dựng
Năm ban hành:2019Hiệu lực:
Người ký:Tình trạng hiệu lực:
Đã biết

Vui lòng đăng nhập tài khoản gói Tiêu chuẩn hoặc Nâng cao để xem Tình trạng hiệu lực. Nếu chưa có tài khoản Quý khách đăng ký tại đây!

Tình trạng hiệu lực: Đã biết
Ghi chú
Ghi chú: Thêm ghi chú cá nhân cho văn bản bạn đang xem.
Hiệu lực: Đã biết
Tình trạng: Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12579:2019

BÊ TÔNG NHỰA - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MỎI THEO PHƯƠNG PHÁP UỐN DẦM SỬ DỤNG TẢI TRỌNG LẶP

Asphalt Concrete - Determination of fatigue failure of compacted asphalt concrete subjected to repeated flexural bending

Lời nói đầu

TCVN 12579:2019 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn ASTM D7460 Standard test method for determining fatigue failure of compacted asphalt concrete subjected to repeated flexural bending.

TCVN 12579:2019 do Viện Khoa học và Công nghệ GTVT biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

BÊ TÔNG NHỰA - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MỎI THEO PHƯƠNG PHÁP UỐN DẦM SỬ DỤNG TẢI TRỌNG LẶP

Asphalt Concrete - Determination of fatigue failure of compacted asphalt concrete subjected to repeated flexural bending

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền mỏi của bê tông nhựa theo phương pháp uốn dầm bốn điểm dưới tác dụng của tải trọng lặp. Mẫu dầm bê tông nhựa có kích thước: chiều dài 380 mm, chiều rộng 63 mm và dày 50 mm được cắt từ mẫu bê tông nhựa dạng tấm được chế bị trong phòng thí nghiệm hoặc lấy tại mặt đường.

1.2  Phương pháp thử này được tham khảo trong thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa, không được sử dụng làm cơ sở đánh giá để chấp nhận hoặc từ chối hỗn hợp bê tông nhựa.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 7494:2005, Bitum - Phương pháp lấy mẫu.

TCVN 7572-1:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Lấy mẫu.

TCVN 11782:2017, Bê tông nhựa - Chuẩn bị thí nghiệm bằng phương pháp đầm lăn bánh thép.

ASTM D5361, Practice for sampling compacted bituminous mixtures for laboratory testing (Tiêu chuẩn lấy mẫu hỗn hợp bê tông nhựa đã đầm nén để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm).

AASHTO R 30, Standard practice for mixture conditioning of Hot-Mix Asphalt (Tiêu chuẩn thực hành cho điều kiện trộn hỗn hợp bê tông nhựa nóng).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1  Mô đun dầm (beam modulus)

Độ cứng kháng uốn của dầm, được xác định bằng tỷ số giữa ứng suất kéo uốn lớn nhất và biến dạng kéo uốn tương đối lớn nhất của dầm trong quá trình thử nghiệm.

3.2  Mô đun dầm ban đầu (Initial Beam Modulus)

Độ cứng kháng uốn của mẫu dầm thí nghiệm tại chu kỳ gia tải thứ 50.

3.3  Mô đun chuẩn tắc tại chu kỳ thứ i

 

(Mô đun dầm X số chu kỳ)

 

(Mô đun dầm ban đầu X Số chu kỳ khi xác định mô đun dầm ban đầu)

3.4  Điểm phá hoại (Failure Point)

Số chu kì tải trọng lặp tác dụng lên mẫu dầm khi “mô đun chuẩn tắc” đạt giá trị lớn nhất (xác định từ biểu đồ tương quan của mô đun chuẩn tắc và số chu kì tải trọng lặp. Xem ví dụ tại Hình 1).

Hình 1 - Biểu đồ tương quan của mô đun chuẩn tắc và số chu kỳ tải trọng lặp

4  Tóm tắt phương pháp thử

Phương pháp thí nghiệm uốn dầm bốn điểm được tiến hành trên các mẫu dầm bê tông nhựa để đánh giá đặc tính mỏi của hỗn hợp bê tông nhựa. Mẫu dầm bê tông nhựa chịu tác dụng của tải trọng lặp dạng havesine (hoặc dạng sin) với vị trí đặt tải được bố trí theo sơ đồ thể hiện ở Hình 3.

Tần số tác dụng của tải trọng lặp sử dụng trong khoảng từ 5 Hz đến 10 Hz. Mức biến dạng mong muốn được tính toán trước và nhập thông số đầu vào để điều chỉnh tải trọng tác dụng đạt đến biến dạng đó. Độ võng của điểm giữa của mẫu dầm (khoảng cách L/2) được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển vòng kín.

5  Ý nghĩa và mục đích sử dụng

Độ bền mỏi của mẫu dầm được xác định trong phòng thí nghiệm sử dụng để đánh giá độ bền mỏi của lớp áo đường bê tông nhựa dưới tác dụng tải trọng lặp của phương tiện giao thông. Đặc tính phục vụ của lớp áo đường bê tông nhựa ngoài thực tế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố (lưu lượng giao thông, tốc độ xe chạy, biến đổi khí hậu; thời gian nghỉ giữa các lần gia tải; lão hóa,...). Khi biết chỉ tiêu nêu trên cùng với mức độ biến dạng gây ra bởi tải trọng lặp của phương tiện giao thông theo chiều sâu của lớp áo đường, có thể đánh giá đặc tính phục vụ của lớp áo đường chính xác hơn.

6  Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thử nghiệm

6.1  Hệ thống thí nghiệm

Hệ thống thí nghiệm bao gồm hệ thống gia tải, buồng bảo ôn (hệ thống điều khiển nhiệt độ), hệ thống điều khiển vòng kín và hệ thống kiểm soát số liệu. Hệ thống thí nghiệm phải đáp ứng các yêu cầu tối thiểu được nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 - Yêu cầu tối thiểu của hệ thống thí nghiệm

Thiết bị

Yêu cu kỹ thuật

Hệ thống điều khiển và đo tải trọng

Phạm vi đo:

0-5 kN

Độ phân giải

2,5 N

Độ chính xác

5 N

Hệ thống đo và điều khiển chuyển vị

Phạm vi đo:

0-5 mm

Độ phân giải

2,5 µm

Độ chính xác

5 μm

Hệ thống đo và điều khiển tần số

Phạm vi đo:

5-10 HZ

Độ phân giải

0,005 Hz

Độ chính xác

0,01 Hz

Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ

Độ phân giải

±0,25 °C

Độ chính xác

±0,5°C

Cảm biến đo chuyển vị

Đầu đo vi sai biến đổi tuyến tính (LVDT), thiết bị đo độ giãn hoặc thiết bị tương tự

6.2  Hệ thống gia tải

Quá trình gia tải là một vòng lặp khép kín. Trong mỗi chu kỳ gia tải, máy tính điều khiển quá trình gia tải bằng cách phản hồi lệnh từ việc xử lý dữ liệu và tín hiệu điều khiển để tác động và duy trì tải trọng lên mẫu, tạo ra và duy trì một biến dạng không đổi trong suốt chu kỳ gia tải. Thiết bị gia tải có khả năng như sau:

1) Tạo tải trọng lặp hình haversin (hoặc hình sin) có tần số từ 5 Hz đến 10 Hz. (Hình 2 thể hiện đồ thị tải trọng lặp hình haversine và hình sin).

2) Làm cho mẫu dầm chịu uốn ở bốn điểm ở điều kiện xoay tự do và chuyển vị ngang ở tất cả vị trí tác dụng tải trọng và vị trí phản lực.

3) Đưa mẫu về vị trí ban đầu (độ võng của mẫu dầm bằng 0) khi kết thúc quá trình gia tải.

Sơ đồ gia tải được minh họa tại Hình 3.

Hình 2 - Đồ thị tải trọng lặp hình haversine và hình sin

Hình 3 - Sơ đồ gia tải

6.3  Hệ thống kiểm soát nhiệt độ (buồng bảo ôn)

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ có khả năng duy trì mẫu thí nghiệm ở nhiệt độ mong muốn. Mẫu dầm được duy trì ở nhiệt độ thí nghiệm mong muốn với sai số ±0,5 °C trong suốt quá trình thí nghiệm.

6.4  Hệ thống kiểm soát số liệu

Hệ thống kiểm soát s liệu có khả năng đo chuyển vị của mẫu dầm và điều khiển tải trọng tác động để duy trì một biến dạng không đổi trong mỗi chu kỳ gia tải. Ngoài ra, hệ thống kiểm soát số liệu phải có khả năng ghi lại chu kỳ gia tải, tải trọng tác dụng, chuyển vị của mẫu dầm, tính toán và ghi lại ứng suất kéo lớn nhất, biến dạng kéo lớn nhất, góc trễ (phase), độ cứng giữa các khoảng chu kỳ gia tải theo yêu cầu của người sử dụng.

6.5  Thiết bị và vật liệu khác

Máy cắt dùng để cắt mẫu dầm có độ chính xác cao.

7  Chuẩn bị mẫu thí nghiệm

7.1  Mẫu bê tông nhựa được đầm nén trong phòng thí nghiệm

7.1.1  Chuẩn bị mẫu hỗn hợp bê tông nhựa.

Mẫu thử hỗn hợp bê tông nhựa được chuẩn bị theo một trong các cách sau:

7.1.1.1  Trộn hỗn hợp bê tông nhựa trong phòng thí nghiệm

Mẫu nhựa đường phù hợp với TCVN 7494:2005 và mẫu cốt liệu phù hợp với TCVN 7572:1-2006. Trộn hỗn hợp bê tông nhựa trong phòng thí nghiệm với công thức phối trộn các loại vật liệu theo hồ sơ thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa đã thiết kế (Yêu cầu về nhiệt độ trộn được quy định cụ thể trong các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa tương ứng). Đối với hỗn hợp bê tông nhựa nóng khi được trộn trong phòng thí nghiệm cần lưu ý điều kiện bảo dưỡng mẫu hóa già ngắn hạn theo AASHTO R30.

7.1.1.2  Mẫu thử hỗn hợp bê tông nhựa được lấy tại trạm trộn hoặc lấy sau máy rải thảm hoặc trên xe chở hỗn hợp bê tông nhựa tại hiện trường thi công.

7.1.2  Đúc mẫu bê tông nhựa dạng tấm kích thước (400 mm x 300 mm x 75 mm) trong phòng thí nghiệm theo TCVN 11782:2017. Mẫu được tháo ra khỏi khuôn khi đã nguội đến nhiệt độ phòng. Sau khi tháo mẫu khỏi khuôn phải bảo quản mẫu ở chỗ bằng phẳng và nhiệt độ ≤35 °C trong thời gian tối thiểu là 48 h, trước khi gia công mẫu dầm.

7.2  Mẫu bê tông nhựa được lấy tại mặt đường: Các mẫu bê tông nhựa dạng tấm kích thước 400mm x 300mm được cắt tại mặt đường theo ASTM D5361.

CHÚ THÍCH 1: Mẫu thử nghiệm có độ rỗng dư (xác định theo TCVN 8860-9:2011) bằng độ rỗng dư của mẫu thiết kế.

7.3  Gia công mẫu dầm

7.3.1  Gia công 02 mẫu dầm từ mẫu bê tông nhựa dạng tấm đã được chuẩn bị tại 7.1 hoặc 7.2

7.3.2  Sử dụng máy cắt có độ chính xác cao cắt bỏ ít nhất 6 mm ở tất cả các mặt của mẫu bê tông nhựa dạng tấm đã được chuẩn bị tại 7.1 hoặc 7.2 để làm phẳng và loại bỏ phần có độ rỗng dư lớn trên bề mặt của mẫu dầm. Mẫu dầm sau khi gia công có kích thước là: dài 380 ± 6 mm, dày 50 ± 2 mm, rộng 63 ± 2 mm và được dán nhãn để đảm bảo sự thống nhất bề mặt thí nghiệm trong quá trình tiến hành thí nghiệm (liên quan đến mặt được đầm nén).

7.4  Bảo dưỡng mẫu

Các mẫu dầm được đặt trên tấm thép dày tối thiểu 12,7 mm với độ bằng phẳng 0,127 mm tính từ đầu đến cuối theo chiều dày tấm. Tấm thép này giữ cho các mẫu dầm không bị biến dạng trước khi thí nghiệm. Không được xếp chồng quá hai lượt mẫu dầm lên nhau.

8  Cách tiến hành

8.1  Đo kích thước mẫu

Đo chiều dày và chiều rộng của mẫu dầm với độ chính xác 0,01 mm tại ít nhất ba điểm dọc theo chiều dài của mẫu dầm, các điểm đo cách nhau 100 mm. Kết quả đo là giá trị trung bình cộng của ba lần đo với độ chính xác 0,1 mm.

8.2  Đặt mẫu dầm vào buồng bảo ôn tại nhiệt độ (20 ± 0,5) °C trong (1,5 ÷ 2) h để đảm bảo nhiệt độ của mẫu dầm đã đồng nhất trước khi thí nghiệm.

8.3  Mở kẹp và đưa mẫu dầm vào vị trí (Hình 4, Hình 5 và Hình 6) sử dụng thanh dẫn hướng để đảm bảo khoảng cách giữa trung tâm hai kẹp liền kề (tham khảo Phụ lục A). Khi mẫu dầm và kẹp vào vị trí quy định, khóa hai kẹp ở hai đầu để giữ mẫu dầm vào vị trí. Sau đó, khóa hai kẹp phía trong để kẹp chặt mẫu dầm.

Hình 4 - Quy trình lắp mẫu dầm vào máy thí nghiệm

Hình 5 - Hình chiếu đứng sơ đồ bố trí thí nghiệm