Luận án – Nghiên cứu đánh giá một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khai thác của mặt đường BTXM đường ô tô và sân bay trong điều kiện Việt Nam

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG KHAI THÁC CỦA MẶT ĐƯỜNG BTXM ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ SÂN BAY TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

Ngành:

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Chuyên ngành: Xây dựng đường ôtô và đường thành phố

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khai thác của mặt đường BTXM cho đường ô tô và sân bay trong điều kiện Việt Nam. Xuất phát từ thực tế các quy trình thiết kế hiện hành tại Việt Nam chủ yếu dựa trên tham khảo tiêu chuẩn nước ngoài và chưa hoàn toàn phù hợp với điều kiện khí hậu và khai thác trong nước, đề tài đặt mục tiêu làm rõ ảnh hưởng của lớp cách ly trong kết cấu hệ nhiều lớp mặt đường BTXM và tác động của điều kiện nhiệt độ môi trường.

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc nghiên cứu tổng quan, tính toán đánh giá ảnh hưởng của lớp cách ly đến phân bố nội lực, nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm để xác định trường nhiệt độ phân bố theo chiều sâu trong tấm BTXM, tính toán gradient nhiệt độ và nhiệt độ trung bình, cùng với việc xác định sự cần thiết bố trí khe dãn. Luận án cũng tiến hành nghiên cứu tính toán thử nghiệm số, đánh giá định lượng ảnh hưởng của lớp cách ly và nhiệt độ môi trường đến sự làm việc của tấm BTXM trong điều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam.

Các kết quả chính của luận án bao gồm việc xây dựng phần mềm tính toán tấm BT mặt đường nhiều lớp (Multi-Layer Concrete Pavement – MLCP) theo phương pháp sai phân hữu hạn, cho phép khảo sát ảnh hưởng của chiều dày và cường độ lớp cách ly. Nghiên cứu chỉ ra rằng chiều dày lớp cách ly có ảnh hưởng đáng kể đến phân bố nội lực và ứng suất kéo uốn trong lớp BTXM, từ đó đề xuất các loại vật liệu và chiều dày lớp cách ly hợp lý. Ngoài ra, luận án đã phát triển phần mềm và công thức hồi quy tính toán trường nhiệt độ trong tấm BTXM (TPCP- Temperature Profile in Concrete Pavement), khẳng định gradient nhiệt độ không phải là hằng số mà thay đổi theo chiều dày tấm. Kết quả tính toán cũng cho thấy quy định cấu tạo về khoảng cách khe dãn hiện nay là quá lớn, gây ra hư hỏng nứt tấm tại các khu vực cạnh khe dãn, từ đó đề xuất cơ sở tính toán khoảng cách khe dãn hợp lý hơn.

Mục lục chi tiết:

• ĐẶT VẤN ĐỀ

  • I. SỰ CẦN THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

  • III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

  • IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN MẶT ĐƯỜNG BTXM HỆ NHIỀU LỚP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG BÁNH XE VÀ NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG

  • 1.1. Cấu tạo chung mặt đường BTXM

    • 1.1.1. Cấu tạo điển hình mặt đường BTXM
    • 1.1.2. Nguyên nhân gây hư hỏng làm suy giảm chất lượng khai thác mặt đường BTXM

  • 1.2. Tính toán tấm BTXM mặt đường hệ nhiều lớp

    • 1.2.1. Các phương pháp tính toán theo quy trình thiết kế của Việt Nam
    • 1.2.2. Các phương pháp tính toán thiết kế mặt đường BTXM hệ hai lớp có khe nối trên thế giới
    • 1.2.3. Một số phần mềm tính toán kết cấu mặt đường trên nền biến dạng
    • 1.2.4. Nhận xét chung

  • 1.3. Tính toán tấm BTXM dưới ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường

    • 1.3.1. Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ với mặt đường BTXM
    • 1.3.2. Các phương pháp tính toán Gradient nhiệt độ
    • 1.3.3. Quy định bố trí khe dãn trên mặt đường BTXM
    • 1.3.4. Một số công trình, các nghiên cứu khác về gradient nhiệt và khoảng cách các khe co, dãn mặt đường BTXM ở Việt Nam và trên thế giới
    • 1.3.5. Nhận xét chung

  • 1.4. Những vấn đề cần nghiên cứu làm rõ trong tính toán thiết kế mặt đường BTXM trong điều kiện Việt Nam

  • 1.5. Nội dung nghiên cứu của luận án

  • 1.6. Phương pháp nghiên cứu của luận án

• CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP CÁCH LY ĐẾN SỰ LÀM VIỆC MẶT ĐƯỜNG BTXM HỆ NHIỀU LỚP

  • 2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán mặt đường BTXM hệ nhiều lớp có xét ảnh hưởng của lớp cách ly

  • 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của biến dạng của lớp cách ly đến phân bố nội lực trong các lớp

    • 2.2.1. Khi sử dụng lớp cách ly có chiều dày nhỏ
    • 2.2.2. Tính toán mặt đường BTXM sử dụng lớp cách ly có chiều dày lớn
    • 2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của lớp cách ly có chiều dày lớn

  • 2.3. Kết luận chương II

• CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN GRADIENT NHIỆT ĐỘ TRONG TẤM BTXM MẶT ĐƯỜNG VỚI CÁC CHIỀU DÀY TẤM KHÁC NHAU TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

  • 3.1. Tính toán phân bố nhiệt độ trong tấm BTXM mặt đường trong điều kiện Việt Nam

    • 3.1.1. Nhiệt độ môi trường tác động lên bề mặt tấm bê tông mặt đường
    • 3.1.2. Phân bố nhiệt độ theo chiều sâu tấm bê tông

  • 3.2. Khảo sát hiện trường xác định phân bố nhiệt độ theo chiều sâu tấm BT mặt đường tại khu vực TP Hà Nội

  • 3.3. Tính toán phân bố trường nhiệt độ trong tấm BTXM mặt đường trong điều kiện Việt Nam

  • 3.4. Xây dựng các công thức tính toán gradient nhiệt độ và nhiệt độ trung bình trong tấm BTXM mặt đường

    • 3.4.1. Giới thiệu phần mềm Minitab và Phân tích hồi quy :
    • 3.4.2. Tính toán xác định gradient nhiệt trong tấm BT mặt đường với các chiều dày khác nhau
    • 3.4.3. Tính toán nhiệt độ trung bình theo chiều sâu trong tấm bê tông mặt đường
    • 3.4.4. Nhận xét

  • 3.5. Tính toán khe dãn mặt đường BTXM

    • 3.5.1. Cơ sở tính toán sự cần thiết bố trí khe dãn trên mặt đường bê tông xi măng
    • 3.5.2. Cơ sở tính toán khoảng cách khe dãn mặt đường BTXM

  • 3.6. Kết luận chương III

• CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG TRONG TÍNH TOÁN MẶT ĐƯỜNG BTXM TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

  • 4.1. Tính toán xác định chiều dày hợp lý lớp cách ly trong điều kiện Việt Nam

  • 4.2. Khảo sát tính toán ứng suất nhiệt trong tấm BTXM mặt đường theo phương pháp xác định giá trị gradient nhiệt đề xuất

    • 4.2.1. Tính toán ứng suất kéo uốn do chênh lệch nhiệt độ gây ra theo (QĐ 3230/2012)
    • 4.2.2. Tính toán ứng suất nhiệt trong tấm BT mặt đường sân bay

  • 4.3. Ứng dụng tính toán khe dãn mặt đường BTXM

    • 4.3.1. Tính toán với mặt đường ô tô
    • 4.3.2. Tính toán với mặt đường sân bay

  • 4.4. Kết luận chương IV

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Những kết quả mới đạt được của luận án:

  • 2. Hạn chế của luận án

  • 3. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo