Bảo dưỡng và sữa chữa đường ô tô Chương 3 Điều tra đánh giá tình trạng mặt đường

Trang 16

 Các phương pháp thí nghiệm : 2.1. Các pp thí nghiệm đánh giá cấu trúc nhám mặt đường 2.1.1. Phương pháp ʺRắc cátʺ theo TCVN 8866-2011 :  Độ nhám của mặt đường tại mỗi vị trí thử nghiệm (hi), tính bằng milimét, chính xác tới 2 chữ số thập phân, theo công thức sau: 40  V hi    d 2  Độ nhám của đoạn mặt đường được xem là đồng nhất, được tính theo công thức sau: n hi Htb = i 1 n Ưu điểm: Đơn giản, thiét bị không phức tạp Nhược điểm: Năng suất thấp, kết quả phụ thuộc vào thao tác của người thí nghiệm, khó làm đối với mặt đường ít nhám.

Có thể bạn quan tâm!

Trang 17

2.1.2. ThiÒt bÞ ®o cÊu tróc bÒ mÆt MTM (Mini Texture Meter):  Chïm tia Laser mÇu ®á ®îc phãng ra trªn mÆt ®êng vµ sù ph¶n håi cđa c¸c tia ®îc thu nhËn bëi c¸c ®i-èt nh¹y c¶m, trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh được kho¶ng c¸ch tò bé nh¹y ®Òn mÆt ®êng vµ “chiÒu s©u” líp mÆt đường ®îc tÝnh to¸n tò hµng lo¹t c¸c lît ®o nh vËy.  M¸y MTM ®îc vËn hµnh b»ng tay bëi mét thiÒt bÞ mini víi tÇn sè laser kho¶ng 500Hz ®îc kiÓm tra bëi mét m¸y tÝnh nhá vµ m¸y tÝnh nµy cho ta cÊu tróc trung b×nh cđa mçi 10 m di chuyÓn cïng víi gi¸ trÞ trung b×nh toµn bé cho tòng 50m ®· hoµn thiÖn.  §é chÝnh x¸c cđa MTM lµ tèt h¬n ®¸ng kÓ so víi thÝ nghiÖm “R¾c c¸t”. H¬n n÷a MTM cã d¶i réng h¬n thÝ nghiÖm r¾c c¸t vµ dÔ dµng sö dông.

Trang 18

2.2. Thí nghiệm xác định hệ số bám: 2.2.1. Phương pháp đo cự ly hãm xe:  Khi bánh xe bị phanh hãm hoàn toàn, tiến hành đo xác định tốc độ V1 và V2 tại 2 điểm bánh xe trượt qua, đo cự ly x và sử dụng nguyên lý bảo toàn công sẽ có thể xác định được h2ệ số 2sức cản ma sát trung bình fd trong khoảng cự ly đó. fd  V1 V2 2 g . x  Phương pháp đo này có nhược điểm là khi đo gây ảnh hưởng đến giao thông trên đường và không an toàn. 2.2.2. Phương pháp hãm bánh xe rơ moóc kéo theo:  Một rơ moóc có lắp một bánh lốp tiêu chuẩn do một xe kéo kéo theo; cho xe này chạy với một tốc độ nhất định và hãm bánh xe rơ moóc, rồi đo lực Fb cần thiết để làm chuyển động rơ moóc khi bánh của nó bị hãm chặt hoàn toàn. Chia Fb cho tải trọng hFữu hiệu trên bánh P sẽ tìm được trị số hệ số sức cản ma sát fb: fb  b P

Trang 19

2.2.3. P.pháp dùng rơ moóc kéo theo có bánh chuyển động lệch:  Rơ moóc có lắp hai bánh thí nghiệm. Mặt bằng của lốp lệch một góc Phun nöôùc Löïc beân Baùnh xe thí nghieäm chuyeån đoäng Löïc keùo phaùt sinh Choã keùo Thieát bò ghi cöï ly Thieát bò ghi taûi troïng Baùnh ghi Löïc keùo phaùt sinh Phun nöôùc Löïc beân Baùnh xe thí nghieäm coá đònh  = 7,50 ~ 200 so với phương chuyển động của xe. Khi xe chạy về phía trước, bánh xe thí nghiệm sẽ theo xe chuyển dịch trượt về phía trước, trên bánh sẽ chịu tác dụng một lực bên FL. Cho góc chuyển động lệch thay đổi sẽ đo được các lực bên khác nhau và sẽ có 1 trị số lực bên lớn nhất. Hệ số sứFc cản ma sát theo hướng bên fL: fL  L P 15 PP đo này không cần phanh bánh xe, khi đo không ảnh hưởng đến giao thông trên đường, đồng thời có thể đo liên tục, tốc độ khá nhanh. Löïc keùo

Trang 20

2.2.4. Phương pháp “Con lắc Anh” (British pendulum tester):  Một con lắc có khối lượng P = 1500  30 g, mặt dưới có gắn một tấm trượt bằng cao su tiêu chuẩn (kích thước 6,35 x 25,4 x 76,2 mm) rơi từ một độ cao xác định H = 411  5 mm và trượt trên bề mặt đường ẩm ướt với chiều dài trượt không đổi L = 125  2 mm, sau đó con lắc sẽ văng lên tới một độ cao h. G Tùy thuộc vào tình trạng nhám bề mặt khác nhau mà tổn thất năng lượng của A con lắc cũng khác nhau, dẫn tới chiều Q cao văng lên h thay đổi. Một chiếc kim đo kéo theo nhằm xác định chiều cao văng h của con lắc. Số đọc của kim đo trên bảng chia độ được ký hiệu là chỉ số SRT (Skid Resistance Tester). Thí nghiệm nhằm xác định sức kháng trượt tương ứng với điều kiện xe chạy M trên đường ẩm ướt với tốc độ 50 Km/

Trang 21

2.3. Chỉ số sức kháng trượt quốc tế IFI (Intemational Friction Index). IFI là thước đo chuẩn trong kiểm tra đánh giá chất lượng sức kháng trượt mặt đuờng. IFI là hệ số tổng hợp liên quan đến cấu trúc nhám thô mặt đường, sức kháng trượt mặt đường và tốc độ thí nghiệm. IFI cho phép điều chỉnh việc đo sức kháng trượt bằng các thiết bị khác nhau về cùng một chỉ số chung. Chỉ số IFI(F60, Sp) bao gồm 2 thành phần: + F60: Hệ số ma sát- Friction Number là giá trị sức kháng trượt của bánh xe hãm cứng tại tốc độ 60 km/h. F60 = A + B FRSeS 60 + CTX + Sp: được tính toán từ chiều sâu cấu tạo nhámS Pvĩ mô trung bình mặt đường: Sp (km/h) = a + b TX Việc đánh giá chất lượng mặt đường thông qua chỉ số IFI như sau: + Tương ứng với mỗi cấp đường sẽ có giá trị sức kháng trượt yêu cầu và giá trị tốc độ xe chạy khai thác cụ thể , hay nói một cách khác, có giá trị F60* và Sp* yêu cầu, tức là chỉ số IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu. + Tiến hành đo xác định giá trị IFI (F60, Sp) thực tế của đoạn đường. So sánh IFI (F60, Sp) thực tế và IFI* (F60*, Sp*) yêu cầu để đánh giá khả năng hiện có của đường về IFI và đề ra các giải pháp khắc phục nếu không đủ.

Trang 22

Đ¸nh gi¸ n¨ng lùc chÞu t¶i Ph¸ ho¹i kÒt cÊu Kh«ng ph¸ ho¹i kÒt cÊu TruyÒn t¶i träng tÜnh TruyÒn t¶i träng ®éng CÇn Benkenman TÊm Ðp cøng ThiÒt bÞ FWD

Trang 23

 Dïng cÇn Benkenman theo TCVN 8866-2011 :

Trang 24

3.4. Đánh giá năng lực chịu tải của kết cấu mặt đường 1.1. Công tác chuẩn bị: - Điểm đo. - Chuẩn bị cần đo vòng. - Chuẩn bị xe đo. 1.2. Đo độ vòng mặt đường dọc tuyến: - Cho xe đo tiến vào vị trí đo vòng; lắp đặt cần; - Độ vòng ổn định ghi lấy trị số đọc ban đầu ở chuyển vị kế n0. - Cho xe đo chạy lên phía trước đến khi trục sau của xe đo cách điểm đo ít nhất 5m; khi độ vòng ổn định, ghi lấy trị số đọc cuối ở chuyển vị kế nS. - Độ vòng đàn hồi của mặt đường tại điểm đo: Li = n0 - ns Phải ghi rò lý trình điểm đo, điều kiện gây ẩm, tình trạng mặt đường tại điểm đo. Không đo tại các điểm quá xấu. Không nên đo vòng vào khoảng thời gian nhiệt độ mặt đường lớn hơn 400C. Đo nhiệt độ của mặt đường: khoảng 1 giờ một lần trong suốt thời gian đo vòng dọc tuyến. Việc đo nhiệt độ mặt đường chỉ yêu cầu thực

Trang 25

1.3. Xử lý kết quả đo độ vòng: Đé vòng tính toán tܻ vị trớ thử nghiệm thứ i: L iTT = Kq. Km .Kt . Li Li - Độ vòng đàn hồi của mặt đường đo được tại vị trí thứ i, mm. Kq - Hệ số hiệu chỉnh tải trọng kết quả đo theo các thông số trục sau xe đo vòng về kết quả của trục sau xe ôtô tiêu chuẩn. Km - Hệ số hiệu chỉnh độ vòng đàn hồi về mùa bất lợi nhất trong năm. KT - Hệ số hiệu chỉnh độ vòng đàn hồi ở nhiệt độ đo về độ vòng ở nhiệt độ tt. 1.4. Xác định độ vòng đàn hồi đặc trưng và môđun đàn hồi đặc trưng cho mỗi đoạn đường thí nghiệm: Trị số độ vòng đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thử nghiệm: L˜T = LTB + K. LTB - Độ vòng đàn hồi trung bình của đoạn thử nghiệm, mm.  - Độ lệch bình phương trung bình của đoạn thử nghiệm. K - Hệ số xác suất bảo đảm, lấy tùy thuộc vào cấp hạng đường. Trị số môđun đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thử nghiệm: p . D .1  2  Eđh  0,71 Lđt

Trang 26

* Dùng tấm ép cứng theo TCVN 8861-2011: Xem TC  Thí nghiệm FWD (22TCN 335-06) : 2.1. Nội dung thí nghiệm: Một khối tải trọng (Q) rơi từ độ cao (H) xuống một tấm ép (D), thông qua bộ phận giảm chấn gây ra một xung lực xác định tác dụng lên mặt đường. Biến dạng (độ vòng) của mặt đường ở tâm tấm ép và ở các vị trí cách tấm ép một khoảng quy định sẽ được các đầu cảm biến đo vòng ghi lại. Các số liệu đo được như: xung lực tác dụng lên mặt đường, áp lực tác dụng lên mặt đường, độ vòng mặt đường xác định được cường độ kết cấu mặt đường. Thiết bị FWD được lắp đặt trên một chiếc moóc và được một xe ô tô tải nhẹ kéo đi trong quá trình di chuyến và đo đạc. Việc điều khiển quá trình đo và thu thập số liệu được tự động thông qua phần mềm chuyên dụng.

Trang 27

2.2. Các bộ phận chính của thiết bị đo: 2.2.1. Bộ phận tạo xung lực: Khối tải Q, H. Thời gian tác dụng của xung lực lên mặt đường (0,02 - 0,06 giây). 2.2.2. Tấm ép: Tấm ép truyền tác dụng của tải trọng lên mặt đường có đường kính 30cm. Tấm ép chế tạo bằng hợp kim, mặt đáy tấm ép có dán một lớp cao su mỏng. Giữa tâm của tấm ép có lỗ rỗng để đặt cảm biến. 2.2.3. Các cảm biến đo vòng: Số lượng đầu đo vòng thông thường là 7 đầu đo, tối thiểu là 5 đầu đo . Có một đầu đo đặt tại tâm tấm ép, các đầu đo khác cách tâm một khoảng theo thứ tự là: 30, 60, 90, 120, 150, 180 mm .). ⎡ ⎢a2  ⎜ D3 ⎛ E ⎞ ⎤ 2 ⎢ ⎜ P ⎟ ⎥ ⎣ ⎝ M r ⎟ ⎥ ⎠ ⎦ Khi tiến hành đo độ vòng để xác định mô đun đàn hồi của đất nền đường, khoảng cách r từ chiếc cảm biến đo vòng kề chiếc cảm biến đo vòng cuối cùng đến tâm tấm ép phải thoả mãn điền kiện sau: r ≥ 0,7ae Khoảng cách r này theo kinh nghiệm, lấy từ 0,9m đến 1,2 m. ae 

Trang 28

2.2.4. Cảm biến đo lực: Độ lớn của xung lực phụ thuộc không những vào trọng lượng quả rơi, độ cao rơi, mà còn còn phụ thuộc vào các yếu tố khác (ma sát giữa quả nặng với thanh dẫn hướng, khả năng tiếp xúc giữa tấm ép và mặt đường.). Bộ phận cảm biến đo lực (load-cell) có khả năng đo được giá trị xung lực lớn nhất tác dụng lên mặt đường tại mỗi lần khối tải trọng rơi. 2.2.5. Hệ thống ghi, lưu tr€ vƒấxử lý số liệu: Các dữ liệu như độ lớn tải trọng (xung lực) tác dụng, áp lực tác dụng lên mặt đường, trị số độ vòng của mặt đường đo được .vv, được phần mềm chuyên dụng ghi lại vào máy tính. Các thông tin hỗ trợ khác như nhiệt độ không khí, nhiệt độ mặt đường, khoảng cách giữa các vị trí đo, lý trình vị trí đo được lưu lại bằng phần mềm hoặc ghi lại vào sổ tay.

Trang 29

2.3. Công tác chuẩn bị: 2.3.1. Về thiết bị đo: Thiết bị đo động FWD: theo hướng dẫn sử dụng kèm theo. Các dụng cụ thí nghiệm khác: nhiệt kế, nước hoặc glycerin, búa, đục. Các dụng cụ đảm bảo ATGT: cờ hiệu, biển báo, đèn nhấp nháy. 2.3.2. Điểm đo: Mật độ điểm đo: Chia thành các đoạn đồng nhất: Đo đoạn đại diện (500-1000m): đo 20 điểm. Nếu không chia được các đoạn đồng nhất: - Đối với dự án lập báo cáo đầu tư và quản lý khai thác đường ôtô: mật độ đo từ 5 - 10 điểm đo/1 km. - Đối với dự án đầu tư (thiết kế cơ sở và thiết kế kỹ thuật): đo rải đều trên toàn tuyến với mật độ 20 điểm đo/1km. Chọn vị trí các điểm đo: các điểm đo vòng thường được bố trí ở vệt

Trang 30

2.4. Đo độ vòng dọc tuyến đường: Kéo thiết bị FWD đến vị trí cần đo độ vòng. Lắp đặt thiết bị. Đo độ vòng: - Bước 1: đưa khối tải trọng lên độ cao quy định và thả khối tải trọng rơi đập vào tấm ép để truyền một xung lực xuống mặt đường. Đầu cảm biến đo lực, cảm biến đo vòng sẽ xác định xung lực, độ vòng của mặt đường. Cần chú ý điều chỉnh độ cao rơi hoặc trọng lượng quả nặng để xung lực tác dụng xuống mặt đường là 40kN. - Bước 2: lặp lại B.1. So sánh kết quả đo vòng ở vị trí tâm tấm ép giữa 2 lần đo. Nếu hai kết quả đo vòng khác nhau dưới 5% th?~ kết thúc đo. Sử dụng kết quả đo ở lần 2 làm cơ sở tính toán. - Bước 3: nếu B.2 không thoả mãn th?~ phải lặp lại B.1 cho đến khi độ vòng của 2 lần đo liên tiếp không khác nhau quá 5%. Sử dụng kq đo lần cuối. - Bước 4: nếu việc đo lặp như bước 1 đến lần thứ 5 mà vẫn không đạt th?~ cần thực hiện các công tác như sau: + Kiểm tra lại hệ thống thiết bị thí nghiệm; + Xem xét tình trạng tiếp xúc giữa tấm ép, các đầu đo vòng với mđ; + Di chuyển thiết bị đến vị trí mới cách vị trí cũ 1~2m và đo lại.