Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ KHU VỰC NAM BỘ ĐẾN THIẾT KẾ VÀ KHAI THÁC KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
Ngành:
Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố
Mã số: 62.58.02.05
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ không khí khu vực Nam Bộ đến thiết kế và khai thác kết cấu áo đường bê tông nhựa" của Trần Văn Thiện, thuộc ngành Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông, chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố, mã số 62.58.02.05, được hoàn thành tại Trường Đại học Giao thông Vận tải vào năm 2017.
Đề tài nghiên cứu xuất phát từ thực tế sử dụng phổ biến bê tông nhựa trong xây dựng đường ô tô ở Việt Nam nói chung và khu vực Nam Bộ nói riêng, cùng với các hư hỏng mặt đường liên quan đến nhiệt độ như rạn nứt, biến dạng trượt trồi, lún vệt bánh xe. Luận án chỉ ra rằng các tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm hiện hành của Việt Nam (22TCN 211-06) chưa có sự phân biệt thông số nhiệt độ giữa các vùng khí hậu khác nhau, đặc biệt trong bối cảnh khí hậu nóng ẩm quanh năm của Nam Bộ.
Mục đích chính của nghiên cứu là xác định ảnh hưởng của nhiệt độ không khí và các yếu tố khí hậu khác (độ ẩm, tốc độ gió) đến nhiệt độ mặt đường bê tông nhựa. Từ đó, đề xuất các khuyến cáo trong thiết kế, thi công và khai thác. Luận án đã xây dựng ba phương trình thực nghiệm quan hệ giữa nhiệt độ trong bê tông nhựa với nhiệt độ không khí, chiều sâu và độ ẩm không khí cho khu vực Nam Bộ, phục vụ quá trình tỏa nhiệt và thu nhiệt.
Các kết quả và điểm mới của luận án bao gồm việc đề xuất nhiệt độ tính toán thiết kế kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 cho khu vực Nam Bộ, với nhiệt độ cắt trượt là 60°C, nhiệt độ độ võng là 35°C và nhiệt độ nứt mỏi là 25°C. Đồng thời, luận án cũng đề xuất nhiệt độ tính toán chọn nhựa theo phương pháp Superpave, với nhiệt độ cao chọn nhựa 52°C và nhiệt độ thấp chọn nhựa 25°C, cùng với nhiệt độ ảnh hưởng đến hư hỏng biến dạng vĩnh cửu 55°C và nứt mỏi tương đương 25°C.
Nghiên cứu còn đưa ra các khuyến cáo cụ thể về thời gian lu lèn tối đa cho các lớp bê tông nhựa thường (5cm: 60 phút; 7cm: 75 phút) và bê tông cải tiến (7cm: 35 phút) cũng như thời gian chờ thông xe tối thiểu 4 giờ, đảm bảo chất lượng công trình trong điều kiện nhiệt độ Việt Nam. Luận án là cơ sở để Việt Nam áp dụng các tiêu chuẩn Superpave trong tương lai.
Mục lục chi tiết:
MỞ ĐẦU
- 1. Lý do chọn đề tài:
- 2. Mục đích nghiên cứu:
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- 6. Cấu trúc của đề tài:
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA VÀ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ NHIỆT TRONG THIẾT KẾ KHAI THÁC
- 1.1. Những vấn đề chung về mặt đường bê tông nhựa và ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ tới khả năng làm việc
- 1.1.1. Kết cấu mặt đường bê tông nhựa
- 1.1.2. Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt tới khả năng làm việc của mặt đường bê tông nhựa
- 1.1.3 Nhiệt độ thiết kế trong các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm
- 1.2. Các nghiên cứu liên quan đến nhiệt độ đối với mặt đường bê tông nhựa
- 1.2.1. Các nghiên cứu của nước ngoài về nhiệt độ khai thác của mặt đường bê tông nhựa
- 1.2.2. Các nghiên cứu của nước ngoài về vật liệu và công nghệ giảm nhiệt của mặt đường bê tông nhựa
- 1.2.3 Một số nghiên cứu quá trình hạ nhiệt của bê tông nhựa nóng trong thời gian thi công
- 1.2.4 Các nghiên cứu trong nước về nhiệt độ của mặt đường bê tông nhựa
- 1.3. Đánh giá- đặt vấn đề nghiên cứu
- 1.3.1 Đánh giá
- 1.3.2 Đặt vấn đề nghiên cứu
CHƯƠNG 2. THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ VÀ ĐỘ ẨM KHU VỰC NAM BỘ
- 2.1. Các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến nhiệt độ mặt đường
- 2.1.1 Trao đổi nhiệt giữa lớp bê tông nhựa mặt đường và môi trường xung quanh
- 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí:
- 2.2. Khu vực Nam bộ trong phân vùng khí hậu đường sá Việt Nam
- 2.2.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên của khu vực Nam bộ
- 2.2.2 Khu vực Nam bộ trong phân vùng khí hậu đường sá Việt Nam
- 2.3. Đặc điểm mạng lưới đường bộ và điều kiện nhiệt độ khu vực Nam bộ
- 2.3.1 Mạng lưới giao thông khu vực Nam bộ
- 2.3.2 Đặc điểm mạng lưới đường bộ khu vực Nam bộ
- 2.4. Thu thập và phân tích dữ liệu điều kiện khí hậu khu vực Nam bộ
- 2.4.1. Thu thập dữ liệu nhiệt độ khu vực Nam bộ
- 2.4.2. Phân tích dữ liệu nhiệt độ tại khu vực Nam bộ
- 2.4.2.1 Phần mềm Minitab
- 2.4.2.2 Nhiệt độ cao nhất, trung bình và thấp nhất khu vực Đông Nam bộ theo Superpave
- 2.4.2.3 Nhiệt độ cao nhất, trung bình và thấp nhất khu vực Tây Nam bộ theo Superpave
- 2.4.2.4 Nhiệt độ cao trung bình, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ thấp trung bình của trạm Tân Sơn Nhất - thành phố Hồ Chí Minh và trạm Cần Thơ- thành phố Cần Thơ theo QCVN 02:2009
- 2.5. Kết luận
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ THỜI TIẾT VÀ NHIỆT ĐỘ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA KHU VỰC NAM BỘ
- 3.1. Lựa chọn hiện trường và phương pháp theo dõi thu thập số liệu nhiệt độ mặt đường và các yếu tố khí hậu ảnh hưởng
- 3.1.1. Lựa chọn hiện trường
- 3.1.2. Phương pháp theo dõi thu thập số liệu nhiệt độ mặt đường và các yếu tố ảnh hưởng
- 3.1.3. Mô hình thống kê và xử lý số liệu
- 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm - tổng hợp số liệu thực nghiệm
- 3.2.1. Nghiên cứu thực nghiệm- tổng hợp số liệu thực nghiệm
- 3.2.2. Nhận xét
- 3.2.3. Theo dõi quá trình hạ nhiệt hỗn hợp bê tông nhựa nóng trong quá trình thi công
- 3.3. Xây dựng phương trình quan hệ giữa nhiệt độ mặt đường và các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình khai thác
- 3.3.1 Phương trình liên hệ giữa nhiệt độ bê tông nhựa (T), nhiệt độ không khí (Tkk) và độ ẩm không khí (W)
- 3.3.4. Diễn biến giảm nhiệt độ trong quá trình thi công bê tông nhựa mặt đường
- 3.4. Kết luận chương 3
CHƯƠNG 4. CÁC ĐỀ XUẤT YẾU TỐ NHIỆT TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG VÀ QUẢN LÝ KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
- 4.1. Đề xuất nhiệt độ tính toán kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn Việt Nam 22TCN 211 – 06 trong điều kiện khí hậu Nam bộ
- 4.1.1. Nhiệt độ tính toán cắt trượt của lớp bê tông nhựa mặt đường:
- 4.1.2. Tính độ võng của lớp bê tông nhựa mặt đường:
- 4.1.3. Tính nứt mỏi của lớp bê tông nhựa mặt đường:
- 4.2. Đề xuất áp dụng Superpave trong điều kiện khí hậu Nam bộ
- 4.2.1. Nhiệt độ thiết kế
- 4.2.2. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hư hỏng biến dạng vĩnh cửu của bê tông nhựa mặt đường theo Superpave tại khu vực Nam bộ
- 4.2.3. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hư hỏng do mỏi tương đương của bê tông nhựa mặt đường theo Superpave tại khu vực Nam bộ
- 4.3. Đề xuất kiểm soát thời gian lu lèn và thời gian đưa lớp mặt mới rải vào khai thác
- 4.4. Kết luận chương 4
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC
- 5.1. Các kết quả nghiên cứu chính
- 5.1.1 Thu thập, xử lý, tính ra các giá trị nhiệt độ cao nhất, trung bình, thấp nhất của khu vực Nam bộ
- 5.1.2 Xây dựng phương trình quan hệ giữa nhiệt độ bê tông nhựa mặt đường, nhiệt độ không khí và các yếu tố ảnh hưởng
- 5.1.3 Kiến nghị nhiệt độ tính toán kết cấu áo đường bê tông nhựa và thời gian lu lèn và thời gian thông xe thi công lớp mặt đường bê tông nhựa nóng
- 5.2. Các điểm mới của luận án
- 5.3. Hạn chế của luận án
- 5.4. Hướng nghiên cứu tiếp