Thí nghiệm độ lún vệt bánh xe theo tiêu chuẩn Châu âu EN 12697-22 và tiêu chuẩn Mỹ AASHTO T324 bằng thiết bị HWTD

Ngày đăng: 08-07-2013

Thiết bị thí nghiệm lún vệt lún bánh xe được dùng để đánh giá mức độ biến dạng của mẫu BTN dưới tác dụng trùng phục của tải trọng bánh xe. Biến dạng của mẫu thí nghiệm sau đó có thể được hiệu chuẩn tương quan với biến dạng thực tế của mặt đường khi khai thác. Ngoài ra, thiết bị này còn được dùng để đánh giá khả năng kháng nước, kháng bong tróc cũng như khả năng chống lại phá hoại do mỏi của BTN.

Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều loại thiết bị vệt bánh xe trong nghiên cứu và thí nghiệm như sau: Máy phân tích mặt đường BTN (Asphalt Pavement Analyzer – APA); Thiết bị vệt bánh xe Hamburg (Hamburg Wheel Tracking Device – HWTD); Thiết bị kiểm tra độ lún của Pháp (French Rutting Tester – FRT). Trong số đó thiết bị vệt bánh xe Hamburg (HWTD) được sử dụng phổ biến hơn cả. Thí nghiệm xác định độ lún vệt bánh xe bằng thiết bị HWTD được quy định trong hầu hết các tiêu chuẩn vật liệu bê tông nhựa tại Châu Âu, Mỹ, …

Với hiện trạng mặt đường BTN bị biến dạng lún – đùn trồi trên nhiều tuyến đường quan trọng như hiện nay, việc đánh giá khả năng chống lún trồi của vật liệu BTN trong phòng thí nghiệm là điều quan trọng và cần thiết. Năm 2011, Viện Khoa học Công nghệ thuộc Bộ Giao thông Vận tải cũng đã kịp thời đưa vào tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8819:2011 chỉ tiêu đánh giá độ lún vệt bánh xe bằng thiết bị HWTD.

Hình 1 – Thiết bị vệt bánh xe Hamburg (Hamburg Wheel Tracking Device – HWTD)

Hình 2- Thiết bị kiểm tra độ lún của Pháp (French Rut Tester – FRT)

Hình 3 – Máy phân tích mặt đường BTN (Asphalt Pavement Analyzer – APA)

Để thực hiện thí nghiệm này, các phòng thí nghiệm trên thế giới áp dụng rộng rãi chủ yếu tiêu chuẩn châu Âu EN 12697-22 và tiêu chuẩn Mỹ AASHTO T324. Về cơ bản 2 tiêu chuẩn này tương tự nhau, chỉ khác nhau ở một vài yếu tố như liệt kê trong bảng sau.

Bảng – So sánh thí nghiệm vệt lún bánh xe giữa các tiêu chuẩn

STT

Đặc tính

TP Asphalt-StB ( tiêu chuẩn Đức dựa trên EN 12697-22) (phiên bản năm 2007)

AASHTO T324-04

Phòng Nghiên cứu – Phát triển và Thí nghiệm BMT

1

Thiết bị

Thiết bị vệt bánh xe Hamburg HWTD.

Thiết bị có hệ thống bảo ôn cho môi trường nước và không khí.

Thiết bị vệt bánh xe Hamburg HWTD (Nhà sản xuất Infratest (Đức); phiên bản 2012). Thiết bị có hệ thống bảo ôn cho môi trường nước và không khí.

2

Chức năng

Đánh giá độ lún, khả năng kháng nước, khả năng chống bong tróc của vật liệu

3

Bánh xe

Bánh xe thép hoặc cao su:

  • Bánh xe thép: đường kính 203±2 mm; chiều rộng 50±5 mm, vệt bánh xe  hình chữ nhật
  • Bánh cao su: chiều dày lớp cao su: 20±2 mm; chiều rộng 50±5 mm; vệt bánh xe  hình chữ nhật.
Bánh xe thép đường kính 203.2 mm, chiều rộng 47 mm. Bánh xe thép hoặc cao su:

  • Bánh xe thép: đường kính 203 mm; chiều rộng 47 mm, vệt bánh xe  hình chữ nhật
  • Bánh cao su: chiều dày lớp cao su: 20 mm; chiều rộng 50 mm; vệt bánh xe  hình chữ nhật.

4

Tải trọng bánh xe

700±10 N

705±4.5 N.

710 N

5

Tốc độ

53 lượt/phút

50 lượt/phút.

53 lượt/phút

6

Môi trường thí nghiệm

Nước hoặc không khí

Nước

Nước hoặc không khí

7

Nhiệt độ thí nghiệm

60oC. Thời gian ủ nhiệt phụ thuộc vào chiều cao mẫu:

h ≤ 60 mm – 4h;

h > 60 mm – 6h.

40-50oC hoặc nhiệt độ đặc trưng tại khu vực mặt đường sẽ được khai thác. 60oC (có thể thay đổi từ 30 – 70oC tùy theo đặc trưng của đoạn đường khai thác).

8

Mẫu thí nghiệm

  • Mẫu tấm 320×260 mm
  • Mẫu lõi trụ đường kính không nhỏ hơn 300 mm.
  • Chiều cao tùy thuộc vào kích cỡ hạt lớn nhất danh định.
  • Độ chặt đầm nén của mẫu so cới mẫu Marshall từ 99 – 101 %.
  • Mẫu tấm cắt từ mặt đường 320×260 mm, chiều cao ít nhất 25 mm.
  • Mẫu khoan đường kính không nhỏ hơn 300 mm, chiều cao ít nhất 25 mm.
  • Mẫu tấm 320×260 mm (máy Kneading hoặc tương đương), chiều cao 38-100 mm. Chiều cao ít nhất bằng 2 lần cỡ hạt danh định.
  • Mẫu đầm Superpave Gyrator, chiều cao 38-100 mm.
  • Mẫu đường kính 150 mm thì phải làm 2 mẫu.
  • Mẫu khoan đường kính 250 mm.
  • Mẫu tấm cắt từ mặt đường 320×260 mm.
  • Chiều cao mẫu khoan hoặc mẫu cắt hiện trường 38 – 100 mm, thường là 38 mm
  • Mẫu tấm 320×260 mm chế bị bằng máy đầm lăn tự động.
  • Chiều cao mẫu: 40 – 120 mm tùy thuộc vào cỡ hạt lớn nhất danh định.
  • Các mẫu thiết kế theo 2 tiêu chuẩn bên.
9 Kết quả
  • Hệ thống cảm biến đo độ lún tại vị trí chính giữa mẫu tấm với độ chính xác 0.01mm.
  • Thí nghiệm sẽ hủy bỏ nếu sau 10.000 lượt độ lún lớn hơn 20% chiều cao mẫu.
  • Hệ thống cảm biến đo độ lún tại vị trí chính giữa mẫu tấm với độ chính xác 0.01mm.
  • Máy tự động tắt khi đạt 20.000 lượt hoặc khi độ lún đạt 40.90 mm hoặc lớn hơn tùy thuộc vào đặc trưng tùy mẫu.
  • Hệ thống cảm biến đo độ lún tại vị trí chính giữa mẫu tấm với độ chính xác 0.01mm.
  • Máy tự động tắt sau số lượt cài đặt (thông thường 20.000 lượt) nếu độ lún lớn hơn giá trị cài đặt (thường là 25 mm).

Hình 4 – Mẫu tấm 230×360 mm

Hình 5 – Mẫu lõi trụ Superpave

Phòng Nghiên cứu – Phát triển và Thí nghiệm

TS. Võ Đại Tú

Công nghệ khác