Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11781:2017 về Nhựa đường – Phương pháp xác định độ cứng chống uốn từ biến

• Số hiệu: TCVN11781:2017
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2017

Hình chiếu bằng (nhìn từ bề mặt dụng cụ)	Chú dẫn: Các phần A, B và C là các khấc với độ lõm tính từ bề mặt của thiết bị tương ứng là: A: 1mm (0,0394’’) ± 0,01 mm; B: 3 mm (0,1181’’); C: 6 mm (0,2362’’); Kích thước lỗ: D: đường kính 4 mm x lõm sâu 7 mm, viền ngoài đường kính 6 mm x lõm sâu 0,8 mm; E: khấc, các khấc kết thúc hình cầu có đường kính 2,4 mm; lõm sâu 1,52 mm. Ba vị trí thẳng hàng tương ứng với các mặt trên của khấc. Chú dẫn: 1. Mặt đáy là phẳng và song song với bề mặt; 2. Các đơn vị trong hình vẽ là mm trừ khi có các quy định khác
Hình chiếu cạnh (nhìn từ mặt bên dụng cụ, thẳng mỗi khấc)
Hình chiếu bằng (nhìn từ đáy dụng cụ)

Hình 3 - Thiết bị đo chiều dày

7.2  Dầu bôi trơn - dầu bôi trơn được sử dụng để giữ các tấm nhựa liên kết với mặt bên trong của ba phần khuôn nhôm dài.

CHÚ THÍCH 5. Cảnh báo: không được sử dụng sản phẩm có chứa silicon.

7.3  Hỗn hợp bột talc (hoạt thạch) và glycerin, sử dụng để phủ lên các tấm khuôn (ở hai đầu của khuôn nhôm).

CHÚ THÍCH 6. Có thể sử dụng hỗn hợp gồm 50 % khối lượng glycerin cấp USP và 50 % khối lượng talc cấp USP hoặc cao lanh.

7.4  Chất lỏng trong bể thử nghiệm - chất lỏng mà không bị hấp thụ hoặc không ảnh hưởng đến các đặc tính của nhựa đường được thử nghiệm. Khối lượng thể tích của chất lỏng không được vượt quá 1.05 g/cm^3 ở nhiệt độ thử nghiệm. Chất lỏng phải được nhìn xuyên qua rõ ràng ở mọi nhiệt độ thử nghiệm. Chất lỏng silicon hoặc hỗn hợp chứa silicon sẽ không được sử dụng.

CHÚ THÍCH 7. Chất lỏng phù hợp bao gồm ethanol, methanol, và hỗn hợp glycol - methanol (ví dụ 60 % glycol, 15 % methanol, 25 % nước).

8  Cảnh báo nguy hiểm

8.1  Tuân thủ quy trình an toàn trong phòng thử nghiệm tiêu chuẩn khi gia công nhựa nóng và chuẩn bị mẫu thử.

...

...

...

8.3  Sự tiếp xúc giữa chất lỏng trong bể với da ở các nhiệt độ thấp được sử dụng trong phương pháp thử nghiệm này có thể gây ra sự tê cóng.

9  Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ

9.1  Làm sạch các gối đỡ, đầu trục truyền tải và chất lỏng trong bể thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 8. Do tính dòn của nhựa đường ở các nhiệt độ thử nghiệm quy định, các mảnh vỡ nhỏ của nhựa đường có thể có trong chất lỏng trong bể. Nếu các mảnh vở có mặt trên gối đỡ hoặc đầu trục truyền tải thì độ võng đo được sẽ bị ảnh hưởng. Các mảnh vỡ nhỏ, vì kích thước nhỏ của chúng, sẽ bị biến dạng dưới tải trọng và làm tăng thêm một độ võng biểu kiến của dầm. Lọc chất lỏng trong bể sẽ giúp giữ gìn độ sạch cần thiết.

9.2  Chọn nhiệt độ thử nghiệm và điều chỉnh chất lỏng trong bể để đạt được nhiệt độ đã chọn. Chờ cho đến khi nhiệt độ ổn định với sai số ± 0,1°C so với nhiệt độ thử nghiệm trước khi tiến hành thử nghiệm.

9.3  Khởi động các hệ thống thu nhận dữ liệu và tải các phần mềm như được giải thích trong tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất cho hệ thống thử nghiệm.

10  Hiệu chuẩn thiết bị

10.1  Kiểm tra cảm biến chuyển vị, tải trọng và nhiệt độ như được mô tả trong các điều từ 10.2 đến 10.7. Mỗi bước hiệu chuẩn và tần suất thực hiện tối thiểu như được mô tả trong điều này. Các bước hiệu chuẩn bổ sung có thể được thực hiện theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Quy trình hiệu chuẩn được mô tả trong Phụ lục A. Tùy lựa chọn của nhà sản xuất, các bước kiểm tra và hiệu chuẩn có thể được kết hợp với nhau.

10.2  Kiểm tra cảm biến nhiệt độ - mỗi ngày, trước khi tiến hành thử nghiệm và bất cứ khi nào nhiệt độ thử nghiệm bị thay đổi, cần thực hiện hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ bằng cách sử dụng nhiệt kế đã được hiệu chuẩn như được mô tả trong điều 6.6. Với khung gia tải đặt trong bể chất lỏng, ngâm nhiệt kế gần với cảm biến nhiệt độ đặt trong bể chất lỏng và so sánh giá trị nhiệt độ từ nhiệt kế với giá trị nhiệt độ hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu. Nếu giá trị nhiệt độ hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu nằm trong khoảng ± 0,1°C so với giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế thì hiệu chuẩn đạt yêu cầu.

...

...

...

CHÚ THÍCH 9. Ma sát có thể được hình thành do hiệu chuẩn không tốt cảm biến chuyển vị dẫn đến cọ sát với giá đỡ, sự tích tụ nhựa đường trên trục tải, do dầu hoặc các hạt khác trong quá trình cung cấp không khí và một số nguyên nhân khác.

10.3.1  Đặt dầm thép mỏng (điều 6.4.2) lên các gối đỡ mẫu, và tác động tải trọng với trị số (35 ± 10) mN lên dầm thép bằng thiết bị điều chỉnh không tải. Quan sát trị số đọc của LVDT được hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu. Nhẹ nhàng giữ trục và nâng nó lên khoảng 5 mm bằng cách quan sát trị số đọc của LVDT. Khi trục được thả ra nó sẽ ngay lập tức hạ xuống và tiếp xúc với dầm thép.

10.3.2  Nhấc các dầm thép khỏi gối đỡ. Sử dụng thiết bị điều chỉnh không tải để điều chỉnh trục truyền tải sao cho trục có thể nổi tự do tại khoảng giữa trên hành trình thẳng đứng của nó. Nhẹ nhàng tác động tải trọng (đặt nhẹ quả nặng) 2 g vào trục truyền tải. Trục truyền tải sẽ hạ xuống từ từ dưới tác động của tải trọng.

10.4  Kiểm tra cảm biến chuyển vị - mỗi ngày, trước khi tiến hành thử nghiệm, cần hiệu chuẩn cảm biến chuyển vị bằng một hộp cảm biến dạng bánh răng (cảm biến đa bậc) có kích thước như Hình 3, với giá đỡ tải được định vị trong bể chứa ở nhiệt độ thử nghiệm. Di chuyển toàn bộ dầm (cần) thép khỏi gối đỡ và đặt hộp cảm biến trên bệ phía dưới trục truyền tải theo như bàn hướng dẫn của nhà sản xuất. Tác dụng khối tải trọng có khối lượng (100 ± 0,2) g lên trục truyền tải và đo độ chênh cao giữa bánh răng với cảm biến chuyển vị. So sánh giá trị thu được bởi hệ thống thu thập dữ liệu với kích thước đã biết của cảm biến dạng bánh răng. Nếu hai số liệu không lệch nhau quá ± 5 μm thì hiệu chuẩn đã đạt yêu cầu. Thực hiện hiệu chuẩn và lặp lại các bước trong điều 10.2. Nếu không đạt các yêu cầu ở điều 10.2 thì dừng sử dụng thiết bị và liên hệ với nhà sản xuất.

10.5  Kiểm tra tổng thể hệ thống hàng ngày - mỗi ngày, trước khi tiến hành thử nghiệm và với giá đỡ tải trọng được định vị trong bể chứa cần tiến hành kiểm tra sự vận hành tổng thể của hệ thống. Đặt một dầm thép mỏng không gỉ dày (1,3 ± 0,3) mm đã biết mô đun như được trình bày ở điều 6.4.2 lên các gối tựa. Theo hướng dẫn của nhà sản xuất, đặt dầm lên gối tựa và đặt lên dầm một tải trọng ban đầu có khối lượng là 50 g hoặc (100 ± 0,2) g (491 mN hoặc 981 mN ± 2 mN) để chắc chắn rằng dầm thép tiếp xúc tốt và kết nối chắc chắn với các gối đỡ. Theo hướng dẫn của nhà sản xuất, tác dụng thêm lên dầm tải trọng thứ hai có khối lượng từ 100 g đến (300 ± 0,2) g. Phần mềm được cung cấp bởi nhà sản xuất sẽ sử dụng giá trị thay đổi của tải trọng và độ võng để tính mô đun của dầm với 3 chữ số có nghĩa sau dấu phẩy. Giá trị mô đun được đưa ra bởi phần mềm phải nằm trong giới hạn sai số khoảng 10 % so với giá trị mô đun được đưa ra bởi nhà sản suất dầm thép. Nếu không, sự vận hành tổng thể của thiết bị BBR phải dừng lại và cần liên hệ với nhà sản xuất.

10.6  Kiểm tra cảm biến đo lực - kiểm tra sự hiệu chuẩn cảm biến đo lực tiến hành như sau:

10.6.1  Tải trọng tiếp xúc - mỗi ngày, thực hiện việc kiểm tra sự hiệu chuẩn cảm biến đo lực trong thang đo của tải trọng tiếp xúc. Đặt dầm thép mềm không gỉ có chiều dày 6,4 mm (điều 6.4.1) lên các gối đỡ. Tác động tải trọng với trị số (20 ± 10) mN lên dầm bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh áp lực không tải. Cho thêm vật nặng có khối lượng (2 ± 0,2) g như được nêu ở điều 6.5.1 lên bàn gia tải. Tải trọng tăng thêm được hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu sẽ là (20 ± 5) mN. Tác động thêm vật nặng thứ hai cũng với khối lượng (2 ± 0,2) g lên bàn gia tải. Tải trọng tăng thêm được hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu sẽ là (20 ± 5) mN. Nếu trị số tăng thêm của tải trọng được hiển thị không phải là (20 ± 5) mN thì hiệu chuẩn đạt yêu cầu. Sau khi hiệu chuẩn, nếu không đạt yêu cầu như đã đưa ra ở điều 10.6.1 thì dừng sử dụng thiết bị và liên hệ với nhà sản xuất.

10.6.2  Tải trọng thử nghiệm - mỗi ngày, trước khi tiến hành thử nghiệm, cần xác minh sự chuẩn hóa của cảm biến đo lực trong thang đo của tải trọng thử. Đặt một dầm thép mềm không gỉ có chiều dày 6,4 mm (điều 6.4.1) lên gối đỡ. Sử dụng bộ điều chỉnh không tải (tải trọng tiếp xúc) để tác động một tải trọng (20 ±10) mN lên dầm thép. Đặt thêm một vật nặng có khối lượng 100 g lên bàn gia tải. Trị số tải trọng tăng lên được hiển thị trên hệ thống thu thập dữ liệu sẽ là (981 ± 5) mN. Nếu không, cần hiệu chuẩn cảm biến đo lực. Nếu không đạt yêu cầu của điều 10.6.2 sau khi hiệu chuẩn thì phải dừng sử dụng thiết bị và liên hệ với nhà sản xuất.

10.7  Kiểm tra độ hướng trục của trục truyền tải - 6 tháng một lần, cần kiểm tra độ hướng trục của trục truyền tải với điểm giữa của các gối đỡ mẫu bằng một cảm biến hướng trục được cung cấp bởi nhà sản xuất hoặc được đo như sau: cắt một băng (dải) giấy trắng dài 25 mm và hẹp hơn bề rộng của dầm thép một chút. Dính băng giấy vào giữa dầm thép bằng băng dính. Di chuyển giàn khung ra khỏi bể chứa, đặt dầm thép trên các gối tựa và đặt một mảnh giấy than nhỏ lên trên băng giấy. Với áp suất không khí được áp dụng cho ổ tựa không khí, ấn trục truyền tải xuống mảnh giấy than để tạo dấu ấn trên băng giấy trắng. Lấy dầm thép ra và đo khoảng cách từ điểm giữa dấu ấn đến mỗi bên mép của dầm bằng một cặp thước có du xích. Nếu hai giá trị lệch nhau 1 mm hoặc nhỏ hơn tức là đạt yêu cầu, ngược lại cần liên hệ với nhà sản xuất để hiệu chuẩn thiết bị.

...

...

...

11.1  Quét một lớp rất mỏng dầu (hay mỡ) ở mặt trong ba thanh dài của khuôn vừa đủ để giữ được tấm nhựa mỏng vào mặt khuôn nhôm. Đặt tấm nhựa mỏng lên mặt khuôn nhôm và miết tấm chất dẻo bằng áp lực ngón tay. Ghép nối các tấm của khuôn lại với nhau bằng vòng cao su chữ O (Hình 2). Kiểm tra khuôn và ấn tấm nhựa áp chặt vào khuôn nhôm để đẩy bong bóng khí ra ngoài. Nếu bong bóng khí vẫn còn thì tháo khuôn nhôm ra và quét lại bề mặt các tấm bằng dầu hay mỡ. Phủ các mặt trong của hai tấm nhỏ ở hai đầu khuôn bằng glycerin và hoạt thạch (talc) để ngăn nhựa đường dính với hai tấm khuôn. Sau khi lắp, giữ khuôn ở nhiệt độ phòng chờ tới khi rót nhựa đường.

CHÚ THÍCH 10. Chiều dày của tấm mẫu được điều chỉnh bởi hai tấm nhỏ phía hai đầu khuôn. Chiều dày của hai tấm nhỏ cần được đo trước khi tạo mẫu để đảm bảo yêu cầu theo điều 6.3. Độ cứng sẽ tỷ lệ với lũy thừa bậc ba của chiều dày.

11.2  Nếu nhựa đường được thử nghiệm chưa bị lão hóa thì mẫu thử nghiệm được chuẩn bị theo AASHTO T40.

11.3  Khử khí trước khi thử nghiệm - nếu nhựa đường được thử nghiệm theo AASHTO T314 (DT) và đã được làm già hóa theo TCVN 11710 và AASHTO R28 (PAV) thì cần khử khí cho nhựa đường theo AASHTO R28 trước khi thử nghiệm. Ngoài ra, việc khử khí cho nhựa đường trước thử nghiệm là không cần thiết.

11.4  Dùng tủ sấy gia nhiệt cho nhựa đường ở nhiệt độ nhỏ nhất và thời gian ngắn nhất sao cho nó đủ lỏng để rót vào khuôn.

CHÚ THÍCH 11. Nhiệt độ rót nhỏ nhất là nhiệt độ tạo ra độ sệt tương đương với độ sệt của dầu động cơ SAE 10W30 ở nhiệt độ phòng (dễ dàng để rót mà không quá lỏng). Trong tất cả các trường hợp, thời gian gia nhiệt nên được giảm thiểu. Các lưu ý trên giúp hạn chế sự hóa cứng do oxy hóa và giảm mất mát do bay hơi, đây là những nguyên nhân thúc đẩy sự hóa cứng của mẫu nhựa đường. Trong quá trình gia nhiệt, mẫu nhựa đường nên được che phủ và đôi khi được khuấy đều để đảm bảo tính đồng nhất.

11.5  Đúc mẫu - rót nhựa đường dọc từ đầu này tới đầu kia của khuôn cho tới khi đầy hơn mặt khuôn một chút. Khi rót, giữ bình chứa nhựa cao hơn mặt khuôn (20 ÷ 100) mm, rót liên tục theo một hướng từ đầu này tới đầu kia của khuôn. Để khuôn có mẫu ở nhiệt độ phòng khoảng (45 ÷ 60) min sau đó cắt phẳng mặt mẫu theo khuôn bằng dao nung nóng hoặc dao trộn đã được gia nhiệt.

11.6  Giữ nguyên mẫu thử nghiệm trong khuôn ở nhiệt độ phòng tới khi thử nghiệm. Thử nghiệm được tiến hành sao cho công việc được hoàn toàn kết thúc trong vòng 4 h kể từ khi rót nhựa đường vào khuôn để tạo mẫu.

CHÚ THÍCH 12. Hiện tượng độ cứng của mẫu tăng lên theo thời gian, có thể xuất hiện khi nhựa đường được lưu trữ ở nhiệt độ phòng ngay cả trong khoảng thời gian ngắn. Đây là kết quả của sự liên kết phân tử và được đề cập đến trong các tài liệu như sự tăng bền (đông đặc, hóa cứng).

...

...

...

CHÚ THÍCH 13. Việc sử dụng nhiệt độ quá thấp để làm lạnh mẫu có thể gây nên sự hóa cứng không mong muốn đối với mẫu thử nghiệm và nó làm thay đổi kết quả thử nghiệm.

11.8  Việc tháo khuôn ngay khi mẫu đạt độ cứng phù hợp giúp cho mẫu không bị biến dạng trong quá trình tháo khuôn. Loại bỏ tấm bằng chất dẻo lót mặt khuôn nếu chúng bị biến dạng.

CHÚ THÍCH 14. Phải đảm bảo biến dạng là nhỏ nhất có thể trong suốt quá trình tháo khuôn. Sự tiếp xúc hoàn toàn giữa mẫu và gối đỡ phải được tính đến trong quá trình phân tích. Một mẫu thử nghiệm bị cong (biến dạng) sẽ cho giá trị độ cứng nhỏ hơn so với độ cứng thực tế của vật liệu.

12  Trình tự thử nghiệm

12.1  Khi tiến hành thử nghiệm trên mẫu nhựa đường theo tiêu chuẩn AASHTO M320 cần lựa chọn nhiệt độ thử nghiệm thích hợp theo tiêu chuẩn đó. Sau khi tháo khuôn, đặt ngay mẫu vào bể thử nghiệm và ngâm mẫu ở nhiệt độ thử nghiệm trong khoảng (60 ± 5) min.

CHÚ THÍCH 15. Nhựa đường có thể hóa cứng nhanh ở nhiệt độ thấp. Hiệu ứng này được gọi là biến cứng vật lý và nó sẽ thay đổi ngược lại khi nhựa đường được gia nhiệt đến nhiệt độ phòng hoặc lớn hơn một chút. Do hóa cứng vật lý, thời gian ngâm mẫu phải được kiểm soát chặt chẽ nếu gặp phải hiện tượng này nhiều lần (để đạt được kết quả như khi mẫu không bị hóa cứng).

12.2  Kiểm tra tải trọng tiếp xúc và tải trọng thử nghiệm - kiểm tra việc hiệu chuẩn đối với tải trọng tiếp xúc và tải trọng thử nghiệm trước khi tiến hành thử nghiệm mỗi tổ mẫu thử nghiệm. Dầm thép không gỉ có chiều dày 6,35 mm được sử dụng trong công tác kiểm tra này.

CHÚ THÍCH 16. Không được tiến hành thao tác kiểm tra này bằng dầm thép mỏng hoặc bằng mẫu nhựa thử nghiệm.

12.2.1  Đặt dầm thép đúng vị trí lên trên các gối tựa. Sử dụng van điều chỉnh tải trọng, tăng từ từ tải trọng tác dụng lên dầm cho tới giá trị (980 ± 50) mN.

...

...

...

12.2.3  Trong khi luân chuyển giữa tải trọng thử nghiệm và tải trọng tiếp xúc, theo dõi trục tải và bàn gia tải để kiểm tra chuyển động thẳng đứng. Trục truyền tải sẽ duy trì sự tiếp xúc với dầm thép khi thay đổi giữa tải trọng tiếp xúc và tải trọng thử lúc hai tải trọng này đạt giá trị tương ứng từ (35 ± 10) mN đến (980 ± 50) mN.

12.2.4  Hoạt động hiệu chuẩn - nếu yêu cầu ở các điều từ 12.2.1 đến 12.2.3 không đạt được, thiết bị có thể được hiệu chuẩn lại theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc trục truyền tải cần được làm sạch và thẳng (hướng trục) theo yêu cầu (điều 10.3). Nếu yêu cầu từ các điều 12.2.1 đến 12.2.3 không đạt sau khi thực hiện các thao tác hiệu chuẩn, làm sạch hoặc một số hoạt động hiệu chuẩn khác thì phải dừng sử dụng thiết bị và liên hệ với nhà sản xuất.

12.3  Cài đặt vào máy tính điều khiển hệ thống thử nghiệm: thông số của mẫu, tải trọng thử nghiệm, nhiệt độ thử nghiệm, thời gian ngâm mẫu ở nhiệt độ thử nghiệm và những thông tin cần thiết khác.

12.4  Sau khi ngâm mẫu (bảo dưỡng), đặt mẫu lên các gối tựa và tiến hành gia tải liên tục trong quá trình thử nghiệm. Duy trì nhiệt độ trong bể thử nghiệm ở giá trị nhiệt độ thử nghiệm ± 0,1°C trong suốt quá trình thử nghiệm. Nếu không, thử nghiệm được coi là không đạt yêu cầu.

12.5  Bằng tay tác động một tải trọng tiếp xúc (35 ± 10) mN vào mẫu dầm để chắc chắn rằng mẫu dầm và đầu trục truyền tải đạt được tiếp xúc hoàn toàn sau không quá 10 s. Tải trọng tiếp xúc đã quy định cần được tác động để đảm bảo sự tiếp xúc liên tục giữa trục truyền tải và gối tựa và mẫu dầm. Sai sót trong thiết lập sự tiếp xúc liên tục trong khoảng tải trọng yêu cầu sẽ dẫn đến những kết quả sai lệch. Tải trọng tiếp xúc sẽ được tác động bằng cách tăng dần tải trọng lên tới (35 ± 10) mN. Trong khi tác động tải trọng tiếp xúc, tải trọng tác dụng trên dầm sẽ không vượt quá giá trị 45 mN, thời gian tác động và điều chỉnh tải trọng tiếp xúc không được vượt quá 10 s.

12.6  Khởi động hệ thống thử nghiệm tự động đã được thiết lập theo các bước sau:

12.6.1  Ngay sau khi tác động tải trọng tiếp xúc 35 mN, tăng tải trọng từ (35 ± 10) mN lên tải trọng cố định có giá trị (980 ± 50) mN trong (1 ± 0,1) s.

CHÚ THÍCH 17. Tải trọng cố định được mô tả trong điều 12.6.1 và 12.6.2 được tác động và tháo dỡ tự động bằng hệ thống tải trọng được kiểm soát trên máy tính và rất rõ ràng (dễ hiểu) đối với người điều khiển (vận hành). Dữ liệu không được ghi lại trong thời gian gia tải ban đầu.

12.6.2  Giảm tải trọng xuống còn (35 ± 10) mN và để cho mẫu dầm phục hồi trong (20 ± 0,1) s.

...

...

...

CHÚ THÍCH 18. Tải trọng thực tế tác dụng lên mẫu dầm được đo bởi cảm biến đo lực được sử dụng để tính ứng suất xuất hiện trong dầm. Tải trọng cố định ban đầu (980 ± 50) mN và tải trọng thử nghiệm bao gồm cả tải trọng tác động trước có giá trị (35 ± 10) mN.

12.6.4  Dỡ tải và kết thúc thử nghiệm.

12.6.5  Khi dỡ bỏ tải trọng cố định ban đầu và lúc kết thúc thử nghiệm, kiểm soát màn hình máy tính để xác định rằng tải trọng trên dầm giảm trở lại còn (35 ± 10) mN. Nếu tải trọng trên dầm không giảm trở lại còn (35 ± 10) mN thì thử nghiệm không đạt yêu cầu và lưu biến kế này cần được hiệu chuẩn lại.

12.7  Lấy mẫu thử nghiệm khỏi các gối tựa và tiến hành chuẩn bị cho thử nghiệm tiếp theo.

13  Xử lý số liệu và tính toán kết quả

Xem phụ lục A.

14  Báo cáo kết quả thử nghiệm

14.1  Dữ liệu báo cáo như thể hiện ở Bảng 1 mô tả cho từng thử nghiệm riêng lẻ, bao gồm:

14.1.1  Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất của bể thử nghiệm được đo trong 240 s với khoảng dãn cách thu kết quả là 1 s, độ chính xác tới 0,1 °C;

...

...

...

14.1.3  Tên của thư mục chứa dữ liệu thử nghiệm;

14.1.4  Tên của người thực hiện thử nghiệm (điều khiển);

14.1.5  Số hiệu của mẫu;

Bảng 1 - Báo cáo thử nghiệm điển hình

Thông số thử nghiệm

Dự án

Thử nghiệm

Nhiệt độ mục tiêu

23°C

...

...

...

2,199e+008

Người thực hiện

JSY

Nhiệt độ thực tế

14,8°C

Ngày

09/17/93

Mẫu thử nghiệm

Dầm dẻo B

...

...

...

0 s

Hằng số tải trọng

0,24

Thời gian

11:47:03

Bề rộng dầm

12,7 mm

Hằng số độ võng

0,0024

...

...

...

09/18/93

Chiều dày dầm

6,35 mm

Ngày

09/17/93

File

0818934.DAT

...

...

...

Kết quả

Thời gian t(s)

Lực P(N)

Độ võng d (mm)

Độ cứng đo được S(t) (kPa)

Độ cứng tính toán S’(t) (kPa)

Chênh lệch (%)

Giá trị m

...

...

...

0,9859

0,9126

87030

87060

0,03532

0,176

15

0,9894

1,022

...

...

...

77930

-0,01812

0,175

30

0,9913

1,158

68690

68990

0,04809

...

...

...

60

0,9910

1,308

61110

61110

0,004487

0,174

120

0,9908

...

...

...

54150

54150

-0,001551

0,174

240

0,9906

1,664

48010

48000

...

...

...

0,174

Hệ số hồi quy:

A = 5,1  B = - 0,1784   C = 0,00102   R^2= 0,999996

- Lưu biến kế dầm chịu uốn   - P để in ấn   - ESC để tiếp tục

14.1.6  Thời gian ngâm mẫu trong bể ổn nhiệt;

14.1.7  Thời gian bắt đầu thử nghiệm;

14.1.8  Bất kỳ báo hiệu (tín hiệu) được đưa ra bởi phần mềm trong quá trình thử nghiệm;

14.1.9  Hệ số xác định, R^2, giữa logarit của độ cứng và logarit của thời gian được biểu thị với độ chính xác 0,000001;

14.1.10  Những nhận xét nhỏ (không quá 256 ký tự);

...

...

...

14.1.12  Độ chênh lệch giữa giá trị độ cứng đo được và độ cứng tính toán được tính như sau: (độ cứng tính toán - độ cứng đo được) x 100 % / độ cứng đo được.

14.2  Báo cáo tải trọng và độ võng tại thời điểm ban đầu 0 s và 0,5 s.

14.3  Báo cáo số liệu như Bảng 1 tại các thời điểm 8 s; 15 s; 30 s; 60 s; 120 s và 240 s bao gồm:

14.3.1  Thời gian gia tải, chính xác tới 0,1 s;

14.3.2  Tải trọng, chính xác tới 1 mN;

14.3.3  Độ võng của dầm, chính xác tới 1 μm;

14.3.4  Mô đun độ cứng đo được, MPa, lấy với 3 chữ số có nghĩa;

14.3.5  Mô đun độ cứng tính toán, MPa, với 3 chữ số có nghĩa;

14.3.6  Chênh lệch giữa độ cứng tính toán và độ cứng đo được với đơn vị phần trăm;

...

...

...

14.3.8  Các hệ số hồi quy và hệ số xác định R^2 (tính bằng phương pháp bình phương tối thiểu).

15  Độ chụm và độ lệch cho phép

15.1  Độ chụm - tiêu chuẩn quy định để chấp nhận kết quả đã thu được của độ dốc và độ cứng từ biến theo phương pháp thử nghiệm này đã cho ở Bảng 2.

15.1.1  Sai số do thí nghiệm viên - trong cột thứ 2 của Bảng 2 là hệ số biến sai được tìm ra tương ứng với những điều kiện thử nghiệm ghi ở cột 1. Hai kết quả thu được từ cùng một phòng thử nghiệm, được thực hiện bởi cùng một thử nghiệm viên với cùng một thiết bị với khoảng thời gian dãn cách thực hiện ngắn nhất được xem là không đạt yêu cầu khi sự chênh lệch giữa hai kết quả, được tính bằng tỷ lệ phần trăm so với giá trị trung bình của hai kết quả, vượt quá giá trị quy định tại cột 3 của Bảng 2.

15.1.2  Sai số giữa các phòng thử nghiệm - ở cột thứ 2 của Bảng 2 là hệ số biến đổi được tìm ra tương ứng với những điều kiện thử nghiệm ghi ở cột 1. Hai kết quả được đưa ra bởi hai thử nghiệm viên tiến hành thử nghiệm trên cùng một loại vật liệu ở hai phòng thử nghiệm khác nhau sẽ được coi là không đạt yêu cầu nếu sự chênh lệch giữa hai kết quả, được tính theo tỷ lệ phần trăm so với giá trị trung bình, vượt quá trị số quy định ở cột 3 của Bảng 2.

Bảng 2 - Quy định về độ chụm (khi thử nghiệm)

Điều kiện thử nghiệm

Hệ số biến sai, (1s%)^a

(% của giá trị trung bình)

...

...

...

Sai số do một thí nghiệm viên

Độ cứng từ biến (MPa)

2,5

7,2

Độ dốc (giá trị m)

1,0

2,9

Sai số giữa các phòng thử nghiệm

Độ cứng từ biến (MPa)

...

...

...

17,8

Độ dốc (giá trị m)

2,4

6,8

Những giá trị mô tả giới hạn 1s% và d2s% được xác định theo ASTM C670

CHÚ THÍCH 19. Việc quy định sai số được đưa ra ở Bảng 2 là dựa trên cơ sở phân tích kết quả từ tám cặp mẫu thử nghiệm đạt tiêu chuẩn (AMRL). Dữ liệu về 8 cặp mẫu phục vụ phân tích được lấy từ 174 ÷ 196 phòng thử nghiệm khác nhau. Thực hiện phân tích trên 5 cấp nhựa đường: PG 52-34, PG 64-16, PG 64-22, PG 70-22, và PG 76-22 (SBS - nhựa đường cải tiến). Trị số độ cứng từ biến trung bình thay đổi từ 125,4 ÷ 236,8 MPa. Giá trị độ dốc trung bình (m) thay đổi từ 0,308 ÷ 0,374. Các chi tiết của sự phân tích này có trong báo cáo cuối cùng của NCHRP, phần 3 dự án số 9 - 26.

CHÚ THÍCH 20. Như một ví dụ, hai thử nghiệm tiến hành với cùng loại vật liệu thu được hai giá trị độ cứng từ biến là 190,3 MPa và 200,7 MPa. Giá trị trung bình của hai kết quả là 195,5 MPa. Trị số độ lệch chấp nhận được là 7,2% x 195,5 = 14,1 MPa. Vì độ lệch giữa 190,3 MPa và 200,7 MPa (200,7 - 190,3 = 10,4 MPa) nhỏ hơn 14,1 MPa nên kết quả thử nghiệm đạt yêu cầu.

15.2  Sai số hệ thống - không có thông tin nào trình bày về sai số hệ thống của quy trình thử nghiệm vì không có vật liệu nào có một giá trị chuẩn để so sánh.

...

...

...

(Quy định)

A1.1  Hiệu chuẩn cảm biến chuyển vị, để hiệu chuẩn cảm biến chuyển vị sử dụng hộp cảm biến bậc thang với kích thước như được mô tả ở Hình 3. Với khung gia tải được định vị trong bể ở nhiệt độ thử nghiệm, di chuyển tất cả các dầm khỏi các gối tựa và đặt hộp cảm biến bậc thang lên bàn gia tải bên dưới trục truyền tải theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Tác dụng một tải trọng với trị số 100 g lên trục gia tải và đọc trị số thu được từ cảm biến chuyển vị tương ứng cho mỗi bậc. Phần mềm do nhà sản xuất cung cấp sẽ chuyển đổi trị số đo thành hằng số hiệu chuẩn với đơn vị μm/bit và lấy ba chữ số có nghĩa sau đó sẽ tự động cài đặt hằng số mới vào phần mềm. Hằng số này không được lệch quá 10 % giữa các lần hiệu chuẩn, nếu không sẽ phải dừng vận hành hệ thống thử nghiệm.

A1.2  Hiệu chuẩn cảm biến đo lực, để hiệu chuẩn cảm biến đo lực theo hướng dẫn của nhà sản xuất cần sử dụng ít nhất bốn giá trị tải trọng phân bố đều trong khoảng đo được của cảm biến đo lực. Phần mềm do nhà sản xuất cung cấp sẽ chuyển đổi trị số đo thành hằng số hiệu chuẩn với đơn vị mN/bit và lấy ba chữ số có nghĩa sau đó sẽ tự động cài đặt hằng số mới vào phần mềm. Hằng số này không được lệch quá 10 % giữa các lần hiệu chuẩn, nếu không sẽ phải dừng vận hành hệ thống thử nghiệm. Lặp lại quy trình hiệu chuẩn mỗi khi thay đổi nhiệt độ thử nghiệm;

A1.3  Hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ, để hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ sử dụng nhiệt kế hiệu chuẩn có khoảng chia phù hợp với quy định tại điều 10.2. Ngâm nhiệt kế vào bồn chất lỏng ở vị trí gần với cảm biến nhiệt độ và so sánh giá trị nhiệt độ thu được từ nhiệt kế và từ bộ cảm biến. Nếu giá trị thu được từ cảm biến lệch quá ± 0,1°C so với giá trị thu được từ nhiệt kế thì điều chỉnh nhiệt độ hiển thị từ cảm biến theo giá trị thu được từ nhiệt kế.

A1.4  Xác định sự phù hợp (tính hợp lý) của hệ thống, để xác định tính phù hợp của hệ thống theo hướng dẫn của nhà sản xuất cần dùng ít nhất 4 giá trị tải trọng phân bố đều trong khoảng đo được của cảm biến đo lực. Phần mềm thu thập số liệu sẽ xác định vị trí cảm biến chuyển vị ứng với mỗi giá trị tải trọng và sẽ tính độ võng trên một đơn vị tải trọng. Phần mềm do nhà sản xuất cung cấp sẽ chuyển đổi trị số đo thành hằng số hiệu chuẩn với đơn vị μm/N và lấy ba chữ số có nghĩa sau đó sẽ tự động cài đặt hằng số mới vào phần mềm. Số liệu hiệu chuẩn này có thể được sử dụng như là một phần trong hiệu chuẩn cảm biến đo lực và được sử dụng mỗi khi tiến hành hiệu chuẩn cảm biến đo lực. Hằng số này không được lệch quá 10 % giữa các lần hiệu chuẩn, nếu không sẽ phải dừng vận hành hệ thống thử nghiệm. Lặp lại quy trình hiệu chuẩn mỗi khi thay đổi nhiệt độ thử nghiệm.

A1.5  Kết quả thử nghiệm điển hình (đặc trưng) - được thể hiện trong Bảng 1. Bỏ qua các thông số thu được và các đường cong hiển thị trên màn hình máy tính trong 8 s đầu tiên tác động tải trọng. Dữ liệu từ thử nghiệm từ biến thu được ngay sau khi tác động tải trọng có thể không chính xác vì ảnh hưởng của tải trọng động và khoảng thời gian tăng lên hữu hạn. Chỉ sử dụng kết quả thu được trong khoảng thời gian từ 8 s đến 240 s sau khi tác động tải trọng để tính S(t) và m.

A1.6  Độ võng của dầm đàn hồi - sử dụng lý thuyết uốn cơ bản, độ võng ở giữa nhịp của dầm có mặt cắt ngang không đổi trong thử nghiệm đặt tải ở 3 điểm có thể được tính theo các biểu thức A1.1 và A1.2 như sau:

                                                 (A1.1)

trong đó:

...

...

...

P: tải trọng tác dụng, N;

L: Chiều dài của nhịp, mm;

E: mô đun đàn hồi, MPa;

I: mô men quán tính, mm^4.

                                                            (A1.2)

với:

I: mô men quán tính của mặt cắt ngang dầm thử nghiệm, mm^4;

b: chiều rộng mặt cắt ngang dầm, mm;

h: chiều cao mặt cắt ngang dầm (chiều dày của dầm), mm.

...

...

...

A1.7  Mô đun uốn đàn hồi - theo lý thuyết đàn hồi, mô đun uốn của dầm hình lăng trụ có mặt cắt ngang không đổi chịu tác động của tải trọng ở giữa dầm được tính như sau:

                                                       (A1.3)

trong đó:

E: độ cứng chống uốn từ biến phụ thuộc thời gian, MPa;

P: tải trọng không đổi, N;

L: chiều dài nhịp, mm;

b: chiều rộng dầm, mm;

h: chiều dày của dầm, mm

d: độ võng của dầm, mm.

...

...

...

                                                         (A1.4)

trong đó:

s: ứng suất uốn lớn nhất trong dầm, MPa;

P: tải trọng không đổi, N;

L: chiều dài nhịp, mm;

b: chiều rộng dầm, mm;

h: chiều dày của dầm, mm.

A1.9  Biến dạng uốn lớn nhất - biến dạng uốn lớn nhất xuất hiện ở trên và dưới cùng tại giữa dầm và được xác định như sau:

                                                           (A1.5)

...

...

...

ε: biến dạng uốn lớn nhất trong dầm, mm/mm;

δ: độ võng của dầm, mm;

h: chiều dày của dầm, mm;

L: chiều dài nhịp, mm.

A1.10  Mô đun độ cứng đàn nhớt tuyến tính - theo lý thuyết đàn nhớt, có thể giả thiết rằng, nếu một dầm đàn nhớt tuyến tính chịu tác dụng của tải trọng không đổi tại t = 0 thì có phân bố ứng suất giống như một dầm đàn hồi tuyến tính chịu tác dụng của tải trọng tương tự. Ngoài ra, biến dạng và độ võng phụ thuộc vào thời gian và được suy ra từ (tính theo) biến dạng và chuyển vị của dầm đàn hồi tuyến tính bằng cách thay E bởi 1/D(t). Khi 1/D(t) tương đương với S(t), tương tự như tính toán với dầm đàn hồi tuyến tính, độ cứng được tính như sau:

                                                 (A1.6)

trong đó:

S(t): độ cứng chống uốn từ biến phụ thuộc thời gian, MPa;

P: tải trọng không đổi, N;

...

...

...

b: chiều rộng dầm, mm;

h: chiều dày của dầm, mm;

A1.11  Trình bày kết quả (Trình bày dữ liệu):

A1.11.1  Biểu đồ thể hiện trạng thái của dầm dưới tác động của tải trọng từ biến được biểu diễn bằng mối tương quan giữa logarit của độ cứng và logarit của thời gian gia tải. Một ví dụ điển hình về trình bày các dữ liệu thử nghiệm được thể hiện ở Bảng 1. Khi nằm trọn trong khoảng thời gian hạn chế từ 8 s đến 240 s, dữ liệu được thể hiện ở Hình A1.1 có thể được tính theo đa thức bậc 2 như sau:

                      (A1.7)

và độ dốc (m) của đường cong quan hệ giữa logarit độ cứng và logarit thời gian được tính như sau:

                      (A1.8)

trong đó:

S’(t): độ cứng chống uốn từ biến theo thời gian được tính theo biểu thức A1.7;

...

...

...

A, B, C: các hệ số hồi quy

|m(t)| - giá trị tuyệt đối của độ dốc m theo thời gian.

Thử nghiệm chống uốn từ biến

Hình A1.1 - Biểu đồ độ võng và tải trọng điển hình

A1.11.2  Cần phải xử lý số liệu để có được những đường cong trơn phục vụ cho phân tích hồi quy và xác định trị số m. Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách lấy trung bình 5 trị số đọc được tại thời điểm đã báo cáo ± 0,1 s và ± 0,2 s.

A1.11.3  Tìm được các hằng số A, B, C từ phương trình A1.7. Dùng số liệu so sánh tương đương với logarit thời gian để xác định các hệ số hồi quy theo biểu thức A1.7 và A1.8. Xác định giá trị độ cứng thông qua thực nghiệm, giá trị này được sử dụng trong quá trình hồi quy để tìm các hệ số A, B, C và tính giá trị m, sau các khoảng thời gian gia tải 8 s, 15 s, 30 s, 60 s, 120 s và 240 s.

A1.12  Xác định các hệ số hồi quy, độ cứng tính toán và m:

...

...

...

                       (A1.9)

           (A1.10)

                    (A1.11)

D = 6(S_x2S_x4 - S^2_x3)-S_x1(S_x1S_x4-S_x2S_x3)+S_x2(S_x1S_x3-S^2_x2)                                             A1.12)

trong đó: các giá trị được tính tương ứng với các thời gian gia tải tại các thời điểm 8 s, 15 s, 30 s, 60 s, 120 s và 240 s như sau:

S_x1 = log 8 + log 15 +... log 240;

S_x2 = (log8)^2 +(log15)^2 + ...(log240)^2;

S_X3 =(log8)^3 +(log15)^3 +...(log240)^3;

S_x4 =(log8)^4 +(Iog15)^4 + ...(log240)^4;

...

...

...

S_xy = logS(8)(log(8)) + logS(15)log(15)+... logS(240)log(240); và

S_xxy= [log(8)^2logS(8) + [log(15)]^2log S(15) +...[log(240)]^2logS(240).

A1.12.2  Giá trị độ cứng S’(t) được tính toán tại các thời điểm 8 s, 15 s, 30 s, 60 s, 120 s và 240 s như sau:

log S'(t) = A + B[log(t)] + C[log(t)]^2                                                         (A1.13)

A1.12.3  Giá trị tính toán m được tính toán tại các thời điểm 8 s, 15 s, 30 s, 60 s, 120 s và 240 s như sau:

|m|=B + 2C[log(t)]                                                                                  (A1.14)

A1.12.4  Tính toán  là giá trị trung bình độ cứng ở các thời điểm 8 s, 15 s, 30 s, 60 s, 120 s và 240 s như sau:

                                                             (A1.15)

A1.12.5  Xác định tỷ phần phương sai của độ cứng bằng đa thức bậc 2 sau:

...

...

...

A1.12.6  Sử dụng giá trị độ cứng tính toán và m ở 60 s làm chuẩn (sử dụng làm tiêu chuẩn, làm quy định). Giá trị độ cứng tính toán và đo được không lệch nhau quá 2 % là đạt yêu cầu. Ngược lại, thử nghiệm không đạt yêu cầu.

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Tóm tắt phương pháp thử

5  Ý nghĩa sử dụng

6  Thiết bị, dụng cụ

...

...

...

8  Cảnh báo nguy hiểm

9  Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ

10  Hiệu chuẩn thiết bị

11  Chuẩn bị khuôn và mẫu thử

12  Trình tự thử nghiệm

13  Xử lý số liệu và tính toán kết quả

14  Báo cáo kết quả thử nghiệm

15  Độ chụm và độ lệch cho phép

Phụ lục A