Câu 5 . ph¬ơng pháp xác định độ võng đàn hồi bằng cần benkenmal

Ph¬ơng pháp xác định độ võng đàn hồi bằng cần Benkenmal (22TCN251-98)

1. Công tác chuẩn bị:

Số l¬ợng điểm đo: đo rải đều trên toàn tuyến với mật độ điểm đo là 20 điểm/1km, những chỗ đặc biệt yếu, mật độ có thể lớn hơn.

1. Bánh xe đo 5. Chân kép có vít điều chỉnh

2. Điểm đo độ võng 6. Thiên phân kế 1/100 mm

3. Cần đo 7. Đế cố định

4. Khớp quay của cần 8. Chân đơn có vít điều chỉnh

Hình 2.1. Cần đo võng Benkenmal

Bố trí các điểm đo: các điểm đo võng th¬ờng đ¬ợc bố trí ở vệt bánh xe phía ngoài cách mép mặt đ¬ờng 0,6  1,2m; là nơi thông th¬ờng có độ võng cao hơn phía trong. Tr¬ờng hợp nếu quan sát bằng mắt thấy: lúc ở vệt bánh xe phía trong. lúc ở vệt bánh xe phía ngoài mặt đ¬ờng có tình trạng xấu hơn, khi đó sẽ phải đo độ võng đo cùng một lúc hai vệt bánh xe để lấy trị số lớn hơn làm giá trị đúng đại diện cho mặt cắt của làn xe đo. Với đ¬ờng có nhiều làn xe khi quan sát bằng mắt thấy tình trạng mặt đ¬ờng trên các làn xe có khác nhau, phải đo võng ở nơi võng nhất. Trị số đo ở mỗi vị trí làn đó sẽ đại diện cho độ võng tại mặt cắt đ¬ờng. Điểm thứ nhất và điểm đo thứ 20 nên lấy trung vào mặt cắt lý trình hay cọc H.

Chuẩn bị cần đo võng: tr¬ớc mỗi ca làm việc phải kiểm tra độ chính xác của cần bằng cách đối chiếu kết quả đo chuyển vị thẳng đứng trực tiếp ở mũi đo đầu cần, kết quả đo chuyển vị thẳng đứng ở cuối cánh tay đòn phía sau cần đo (có xét đến cánh tay đòn đo). Nếu kết quả sai quá 5% thì phải kiểm tra lại liên kết ở các mối nối, khớp quay và mức độ trơn, nhạy của cần đo. Các kích th¬ớc của cần đo (L1,L2,L3,L4), trong đó L1, và L2 để xác định tỷ số truyền của cần: Kc =L1/L2.

Chuẩn bị xe đo: xe dùng thí nghiệm có trục sau là trục đơn, bánh đôi với khoảng cách tối thiểu giữa hai bánh đôi là 5cm. Các thông số của trục sau xe thí nghiệm không sai lệch 5% so với tiêu chuẩn quy định.

Các thông số trục sau xe tiêu chuẩn (bảng 2.3).

Các xe phải đảm bảo chất tải đối xứng, cân bằng, không bị thay đổi và giữ nguyên tải trọng không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm (cần có bạt che để vật thí nghiệm không bị n¬ớc m¬a thấm ¬ớt), xe phải đ¬ợc cân trục tr¬ớc khi thí nghiệm, áp suất trong bánh xe không thay đổi trong suốt quá trình đo. Tr¬ớc mỗi đợt đo phải kiểm tra lại diện tích tiếp xúc của vệt bánh đôi Sb bằng cách kích trục sau lên, bôi mỡ vào mặt lốp và quay mặt có mỡ xuống phía d¬ới đặt tờ giấy kẻ li vào khu vực lốp và hạ kích, sau đó lại kích trục sau lên và rút tời giấy ra để xác định diện tích phần mỡ trên giấy (chính là diện tích tiếp xúc).

Ьờng kính t¬ơng đ¬ơng của vệt bánh xe đo Db tính:

. (2.5)

áp lực bánh xe trên vệt tiếp xúc:

, (2.6)

trong đó: Q- trọng l¬ợng trục của xe đo (xác định bằng cách cân trục xe).

Bảng 2.3.

Chỉ tiêu Tiêu chuẩn quy định

Trọng l¬ợng trung

áp lực bánh xe xuống mặt đ¬ờng

Ьờng kính t¬ơng đ¬ơng của vệt bánh đôi Q = 10.000daN

P = 6,0 daN/cm2

D = 33 cm.

2. Đo độ võng mặt đ¬ờng dọc tuyến:

Cho xe đo tiến vào vị trí đo võng, đặt đầu đo của cần tỳ lên mặt đ¬ờng ở giữa của cặp bánh đôi trục sau xe đo; theo dõi kim chuyển vị kế cho đến khi độ võng sau 10s không chuyển dịch quá 0,01mm thì ghi lấy trị số đọc ban đầu của chuyển vị kế n0.

Cho xe đo chạy lên phía tr¬ớc đến khi trục sau của xe đo cách điểm đo ít nhất 5m. Gõ nhẹ lên đuôi cần để kiểm tra độ nhạy của chuyển vị kế ns. Hiệu ssố của hai trị số đọc trên chuyển vị kế nhân với tỷ số chuyền (cánh tay đòn) của cần đo là trị số độ võng đàn hồi của mặt đ¬ờng với điểm đo Li.

Phải ghi rõ lý trình điểm đo, điều kiện gây ẩm, tình trạng mặt đ¬ờng (bằng độ nứt nẻ, lún lõm, bong bật,...) tại điểm đo.

Không đo tại các điểm quá xấu (cao su, lún, nứt, ổ gà,... không đại diện cho khu vực đo). Các điểm này cần ghi lại để xử lý riêng.

Không nên đo võng vào khoảng thời gian nhiệt độ mặt đ¬ờng > 400C.

Đo nhiệt độ của mặt đ¬ờng: Để hiệu chỉnh kết quả đo võng về nhiệt độ tính toán này, phải đo nhiệt độ mặt đ¬ờng, khoảng 1 giờ một lần trong suốt khoảng thời gian đo dọc tuyến. Việc đo nhiệt độ mặt đ¬ờng chỉ yêu cầu thực hiện đối với đ-ờng có mặt nhựa phủ dày ≥ 5cm. Cách đo nh¬ sau:

Dùng búa và đục nhọn tạo thành lỗ nhỏ đ¬ờng kính khoảng 3  5cm sâu 4cm, ở mặt đ¬ờng gần vị trí đo, sau đó đổ n-ớc hay glyxerin vào lỗ chờ vài giây. Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ chất lỏng trong lỗ chờ đến nhiệt độ không thay đổi thì ghi trị số nhiệt độ đo t0C.

3. Xử lý kết quả đo độ võng:

Độ võng tính toán tại vị trí thử nghiệm thứ i đại diện cho mặt cắt ngang của mặt đ¬ờng đ¬ợc xác định nh¬ sau:

, (2.7)

trong đó:

Ltti- độ võng tính toán của mặt đ¬ờng đ¬ợc đo tại vị trí thử nghiệm thứ i (mm);

Li- độ võng của mặt đ¬ờng đ¬ợc đo tại vị trí thử nghiệm thứ i (mm);

Kq- hệ số hiệu chỉnh tải trọng kết quả đo theo các thông số trục sau xe đo về kết quả của trục sau xe ô tô tiêu chuẩn.

, (2.8)

trong đó:

Km- hệ số hiệu chỉnh độ võng đàn hồi về mùa bất lợi nhất trong năm.

Hệ số chuyển đổi mà Km đối với vùng đồng bằng miền Bắc (xem bảng 2.4).

Bảng 2.4

Tình trạng mặt đ¬ờng Mùa đo Tháng đo Hệ số Km

Mặt đ¬ờng kín khi không bị rạn nứt Xuân 2  5 1,06

Hè - Thu 6  9 1,00

Đông 10 1 1,14

Mặt đ¬ờng đã rạn nứt, thấm n¬ớc Xuân 2  5 1,18

Hè - Thu 6  9 1,00

Đông 10  1 1,47

Mô đun đàn hồi đ¬ợc đánh giá ở nhiệt độ 30C, vì vậy tại thời điểm đánh giá có nhiệt độ bề mặt khác với 30C thì cần phải quy đổi nhiệt độ đo về nhiệt độ 30C.

Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ (Kt) ở nhiệt độ đo về nhiệt độ tính toán:

, (2.9)

trong đó:

Kt- Hệ số chuyển đổi nhiệt độ

T - Nhiệt độ lúc đo (độ C)

A- Tham số tính toán

Tham số A phụ thuộc vào tính ổn định nhiệt của bề dày lớp sử dụng nhựa. Bê tông nhựa chặt có đá lấy A = 0,35, bê tông nhựa không có bột đá hoặc lớp đá dăm thấm nhập thì lấy A = 0,30.

4. Xác định độ võng đàn hồi đặc tr¬ng và mô đun đàn hồi đặc tr¬ng cho mỗi đoạn thí nghiệm:

Thực tế cho thấy số liệu đo của cùng một vị trí đo và của các điểm đo trên các đoạn đo có sai số, sai số này do nhiều nguyên nhân khác nhau nh¬ sai số của đồng hồ đo, sai số hệ thống... Kinh nghiệm đo đạc trên các đoạn đặc tr¬ng của nhiều tuyến đ¬ờng, ng¬ời ta nhận thấy rằng các số liệu đo độ lún đàn hồi trong từng đoạn đặc tr¬ng tuân theo quy luật phân bố chuẩn.

Trị số độ võng đàn hồi đặc tr¬ng cho từng đoạn đ¬ờng thử nghiệm đ¬ợc xác định nh¬ sau:

, (2.10)

trong đó:

LTB- độ võng đàn hồi trung bình của đoạn thử nghiệm (mm).

, (2.11)

- độ lệch bình ph¬ơng trung bình của đoạn thử nghiệm

, (2.12)

trong đó:

K- hệ số suất bảo đảm, lấy tuỳ thuộc vào cấp hạng đ¬ờng.

- Đối với đ¬ờng cao tốc đ¬ờng cấp 80, đ¬ờng trục chính toàn thành của đô thị (lấy K = 2,0);

- Đối với đ¬ờng cấp 60, đ¬ờng chính khu vực của đô thị (lấy K = 1,64);

- Đối với đ¬ờng cấp 40 (lấy K = 1,30);

- Đối với đ¬ờng cấp 20, đ¬ờng phố của đô thị (lấy K =- 1,04).

Bảng 2.5

Hệ số K 0 0,13 1,04 1,30 1,64 2,00

% giá trị độ võng > giá trị độ võng đo đạc trên đ¬ờng 50 35 15 10 5 2,5

Trị số mô đun đàn hồi đặc tr¬ng của từng đoạn đ¬ờng thử nghiệm xác định:

(2.25)

trong đó:

p- áp lực bánh xe tiêu chuẩn xuống mặt đ¬ờng (p = 6daN/cm2);

D- đ¬ờng kính vệt bánh xe t¬ơng đ¬ơng của xe tiêu chuẩn (D = 33cm);

- hệ số pootxông ( = 0,30);