THÔNG TIN TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

 

Tên đề tài: “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

Mã số                 : 9.58.02.05

Họ và tên nghiên cứu sinh: Phạm Duy Linh

Họ và tên cán bộ hướng dẫn:

               1. TS Vũ Đức Sỹ - Trường Đại học Giao thông Vận tải

                        2. GS.TS Phạm Cao Thăng - Học viện Kỹ thuật Quân sự

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải.

Tóm tắt những đóng góp mới của luận án:

1.      Luận án đã phân tích cơ sở lý thuyết, đã xây dựng cơ sở tính toán ảnh hưởng của lớp cách ly đến phân bố lại nội lực trong các lớp, xây dựng phần mềm tính toán theo phương pháp sai phân hữu hạn trong tính toán tấm BT mặt đường nhiều lớp (Multi-Layer Concrete Pavement – MLCP). Phương pháp tính cho phép tính toán, khảo sát đánh giá được ảnh hưởng của chiều dày và cường độ lớp cách ly đến độ võng và phân bố lại nội lực trong các lớp. Kết quả tính toán đảm bảo độ tin cậy, có thể sử dụng trong tính toán kết cấu mặt đường cứng hệ 2 lớp kết cấu áo đường khác nhau với lớp cách ly có chiều dày và cường độ bất kỳ.

Từ kết quả nghiên cứu cho 1 loại kết cấu áo đường  đại diện, trong điều kiện Việt Nam, cho thấy chiều dày của lớp cách ly có ảnh hưởng đáng kể đến phân bố lại nội lực trong các lớp, làm tăng ứng suất kéo uôn của lớp BTXM mặt đường. Qua tính toán bước đầu kiến nghị sử dụng lớp  cách ly trong kết cấu tấm BT hệ nhiều k lớp, nên chọn lớp cách ly có chiều dày theo yêu cầu cấu tạo để tránh làm gia tăng ứng suất cho lớp trên, chọn một trong các phương án sau:

+       Vật liệu từ loại giấy dầu, từ 1-2 lớp.

+       Sử dụng  lớp bitum- cát có chiều dày 0,5-0,7cm;

+       Sử dụng lớp SAMI (đá cát nhựa) có chiều dày không quá 1,5cm;

            +   Khi sử dụng  lớp BTNC có chiều dày không quá 4cm.

Trường hợp nâng cấp mặt đường BTXM hiện hữu bằng lớp BTXM mới, để tạo phẳng bù phụ các vị trí hư hỏng, lồi lõm mặt đường hiện hữu tránh dùng vật liệu BTN vừa làm lớp cách ly vừa để chèn lấp các hư hỏng làm tăng chiều dày lớp cách ly.

2.      Luận án đã xây dựng phần mềm tính toán trường nhiệt độ trong tấm BT mặt đường (TPCP- Temperature Profile in Concrete Pavement) cho tính toán trường nhiệt độ trong tấm BT có chiều dày bất kỳ, ở các vùng miền nhiệt độ khác nhau, chỉ cần khai báo chiều dày và nhiệt độ bề mặt tấm vào các giờ khác nhau trong ngày, phục vụ tính toán ứng suất nhiệt trong tấm BTXM và tính toán khoảng cách các khe co dãn mặt đường BT trong điều kiện Việt nam. Kết quả tính toán đã đề xuất công thức hồi quy với điều kiện khí hậu thành phố Hà Nội và các khu vực tương tự :

  Tính toán nhiệt độ tại đáy tấm BTXM và  gradient  nhiệt độ giữa bề mặt và đáy tấm khu vực thành phố Hà Nội và các vùng tương tự, để ứng dụng trong tính ứng suất uốn vồng do nhiệt độ gây ra trong tấm BTXM, phụ thuộc chiều dày tấm:

                                         Th=-12,3226ln(0,2h+1)+Tbm.

                                         ∆t=-12,3226.ln(0,2.h+1).

   Tính toán nhiệt độ trung bình  theo chiều sâu trong tấm BTXM ứng dụng tính  toán sự cần thiết bố trí khe dãn, và tính toán khoảng cách khe dãn dãy tấm BTXM:

                                                Ttb=-17,8388.ln(0,04 h+1)+Tbm.

3.      Luận án đã trình bày cơ sở tính toán sự cần thiết bố trí khe dãn trên mặt đường BTXM trong điều kiện Việt Nam, và phương pháp tính toán khoảng cách các khe dãn hợp lý trên mặt đường BTXM  phụ thuộc vào chiều dày tấm mặt đường BTXM và điều kiện khí hậu từng khu vực và ứng dụng tính toán sự cần thiết phải bố trí khe dãn và khoảng cách khe dãn cho dãy tấm BT mặt đường ô tô và mặt đường sân bay trong điều kiện khí hậu Hà Nội.

 

DISSERTATION SUMMARY

Title: “Investigation and Evaluation of some Factors Affecting Operation Quality of Concrete Pavement of Highways and Airport in Vietnam’s Conditions”

Department       : Transport Engineering

Code                   : 9.58.02.05

Candidate’s full name:         Pham Duy Linh

Supervisors:

               1. PhD Vu Duc Sy - University of Transport and Communications

                        2. Prof.PhD Pham Cao Thang - Military Technical Academy

Institution: University of Transport and Communications.

Summary of New Findings of the Dissertation:

1.      The dissertation has analyzed the theoretical grounds, set up the calculation basis for influence of insulating layers on redistribution of internal force among courses, building a calculation software by limited difference method in calculating multi-layer concrete pavement (MLCP). The calculation method allows calculation, investigation and evaluation of influence of thickness and strength of the insulating layer on deflection and redistribution of internal force among courses. The calculation result has ensured reliability, can be used in calculation of 2-course rigid pavement structure with insulating layer of any thickness and any strength.

From the research result for one representative type of pavement structure, in Vietnamese’s conditions, it shows that thickness of the insulating layer has great influence on redistribution of internal force among courses, resulting in increase in bending and tensile stresses of the Concrete Pavement course. Through initial calculation, it is recommended to use insulating layer in multi-layer concrete pavement, it is advisable to choose an insulating layer according to required construction structure to avoid increased stress on the upper course, either below option should be chosen:

+       Material from oil canvas, 1-2 layers.

+       Using bitumen- sand layer of 0.5-0.7cm thickness;

+       Using SAMI of not more than 1.5cm thickness;

            +   When using compacted asphalt concrete of not more than 4cm thickness.

In case of improvement of the existing Concrete Pavement, to level the damaged locations, deflections and concave on the existing pavement, one should avoid to use asphalt concrete material both as insulating layer  and to fill up damaged, which increases thickness of the insulating layer.

2.      The dissertation has built up a temperature calculation software package in concrete pavement (TPCP- Temperature Profile in Concrete Pavement) for calculating temperature profile in concrete pavement of thickness, in different temperature areas, it is only required to state thickness and surface temperature of the pavement in different hours in a day, serving calculation of thermal stress in the Concrete Pavement and calculation of gap of concrete expansion joints in Vietnam’s conditions. The calculation results suggest a retrospective formula in Hanoi city’s climatic conditions and similar areas’:

  Calculation of temperature at the bottom of the concrete pavement and temperature gradient between the surface and bottom of the pavement in Hanoi city and similar areas, to apply in calculate cambered bending stress caused by temperature in the concrete pavement, depending on the pavement thickness:

                                        Th=-12,3226ln(0,2h+1)+Tbm.

                                         ∆t=-12,3226.ln(0,2.h+1).

Calculation of average temperature by depth in the concrete pavement, applying calculation of necessity of expansion joint, and calculation of gap of expansion joint of concrete pavement row:

                                                Ttb=-17,8388.ln(0,04 h+1)+Tbm.

3.      The dissertation has presented the bases for calculation of necessity of expansion joint on concrete pavement in Vietnam’s conditions, and the calculation method of appropriate gaps of expansion joints on concrete pavement depending on thickness of the concrete pavement and climatic conditions of each region, and the application to calculate the necessity of expansion joint and gaps of expansion joints for concrete pavement slab row of highways and airports in Hanoi climatic conditions.