Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12913:2020 về Bê tông nhựa nóng - Phương pháp thử xác định độ mềm từ biến bằng kéo gián tiếp

• Số hiệu: TCVN12913:2020
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2020

Chú thích:

1. Tất cả các kích thước đo bằng mm trừ lưu ý khác 2. Sai số ± 0,2 mm 3. Không tỉ lệ

Hình 1 - Giá đỡ các điểm đo 150 mm

Hình 2 - Khung gia tải mẫu

7  Hiệu chuẩn

7.1  Hệ thống thiết bị thí nghiệm phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng lần đầu và sau đó mỗi năm ít nhất một lần.

7.1.1  Bộ phận kiểm soát môi trường phải được hiệu chuẩn để duy trì nhiệt độ cần thiết trong phạm vi độ chính xác đã quy định.

7.1.2  Các thiết bị đo (như loadcell đo tải trọng và các cảm biến đo chuyển vị) phải được hiệu chuẩn.

7.1.3  Nếu có bất kỳ dữ liệu nào thu được qua kiểm tra lại không phù hợp với độ chính xác đã quy định, phải hiệu chỉnh trước khi tiếp tục thí nghiệm. Các công việc phù hợp có thể bao gồm: hiệu chỉnh menu đầu vào, bảo dưỡng các bộ phận của hệ thống, hiệu chỉnh các thiết bị của hệ thống (bằng cách thuê dịch vụ hiệu chuẩn độc lập hoặc dịch vụ của nhà sản xuất thiết bị, hoặc các nguồn lực tự có), hoặc thay thế các thiết bị của hệ thống,

8  Lấy mẫu thử

...

...

...

8.1.1  Mỗi tổ mẫu bao gồm tối thiểu 3 mẫu.

8.1.2  Mẫu được chế tạo bằng thiết bị đầm xoay Superpave theo TCVN XXX:2019 hoặc được chế tạo bằng thiết bị đầm lăn kiểu bánh xe theo AASHTO PP 3. Nếu mẫu được chế tạo bằng thiết bị đầm lăn kiểu bánh xe theo AASHTO PP 3, thì phải dùng một mũi khoan lõi phù hợp để khoan lấy mẫu sau khi đã đầm chặt.

8.2  Mẫu khoan từ mặt đường

8.2.1  Mỗi tổ mẫu gồm 3 mẫu được gia công từ mẫu khoan bê tông nhựa mặt đường.

8.2.2  Mẫu có dạng hình trụ, hai đáy song song và vuông góc với đường sinh của mẫu. Mẫu phải đảm bảo không bị biến dạng, nứt vỡ.

8.2.3  Bề mặt đáy mẫu khoan phải phẳng, có chiều cao và đường kính theo quy định trong Điều 9.2.

9  Chuẩn bị, chế tạo mẫu thử và xác định sơ bộ

9.1  Với mỗi mẫu thử, tiến hành cắt cả 2 mặt mẫu (vị trí cắt cách 2 đầu mẫu ít nhất 6 mm) để tạo ra các mặt mẫu bằng phẳng, song song để gá lắp các điểm đo.

CHÚ THÍCH 1: Việc đo đạc được tiến hành trên các mặt mẫu đã được cắt để thu được các kết quả đồng đều hơn, và có thể gắn chặt các điểm đo.

...

...

...

Các mẫu thử được chuẩn bị với chiều cao từ 38 mm đến 50 mm và đường kính (150±9) mm.

9.3  Xác định chiều cao và đường kính mẫu thử

Đo và ghi lại đường kính và chiều cao (chiều dầy) của mỗi mẫu thử chính xác tới 0,1 mm.

9.4  Xác định tỷ trọng khối

Xác định tỷ trọng khối của mỗi mẫu thử theo TCVN 8860-5:2011, với những mẫu có độ hấp phụ nước trên 2%, phải bọc mẫu bằng màng bọc plastic có khả năng chịu nước thay vì phủ bằng paraffin.

9.5  Sấy khô mẫu thử

Nếu mẫu thử được ngâm trực tiếp trong nước, sau khi xác định tỷ trọng khối, cho phép hong khô mẫu ở nhiệt độ trong phòng cho đến khi khối lượng không đổi.

9.6  Gắn cảm biến đo chuyển vị

Gắn 4 điểm đo vào mỗi mặt của mẫu thử bằng keo epoxy (4 điểm cho mỗi mặt mẫu). Trên mỗi mặt của mẫu, đặt hai điểm đo dọc theo trục ngang và hai điểm theo trục dọc với khoảng cách từ tâm tới tâm của 2 điểm đo là (38,0 ± 0,2) mm đối với mẫu có đường kính (150 ± 9) mm. Chỗ đặt và vị trí của điểm đo ở mặt này của mẫu phải đối xứng với mặt còn lại. Gắn các cảm biến đo chuyển vị lên các điểm đo sao cho đường tâm của cảm biến cách bề mặt mẫu là 6,4 mm. Hình 3 cho thấy một hệ thống để gắn các cảm biến đo chuyển vị đã được sử dụng thành công cho các phép đo từ biến ở nhiệt độ thấp.

...

...

...

Hình 3 - Mặt cắt ngang của hệ thống gá lắp cảm biến đo chuyển vị cho mẫu có đường kính 150mm

10  Trình tự thử nghiệm

10.1  Trình tự thử nghiệm từ biến kéo

10.1.1  Xác định độ mềm từ biến kéo của từng mẫu trong tổ 3 mẫu ở ba nhiệt độ thí nghiệm khác nhau, mỗi nhiệt độ thí nghiệm cách nhau 10°C. Nhiệt độ thí nghiệm được quy định như sau:

10.1.1.1  Đối với hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng nhựa đường PG XX-34 hoặc mềm hơn thì nhiệt độ thí nghiệm là: -30°C, -20°C và -10°C.

10.1.1.2  Đối với hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng nhựa đường PG XX-28 và PG XX-22 hoặc hỗn hợp bê tông nhựa chưa rõ sử dụng loại nhựa đường nào thì nhiệt độ thí nghiệm là: -20°C, -10°C và 0°C.

10.1.1.3  Đối với hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng nhựa đường PG XX-16 hoặc cứng hơn thì nhiệt độ thí nghiệm là: -10°C, 0°C và +10°C.

10.1.1.4  Đối với hỗn hợp bê tông nhựa đã bị hóa già, thì nhiệt độ thí nghiệm phải tăng lên 10°C so với nhiệt độ quy định tại Điều 10.1.1.2 và Điều 10.1.1.3.

CHÚ THÍCH 2: Trình tự phân tích hỗn hợp bê tông nhựa theo Superpave quy định nhiệt độ thí nghiệm là -20°C, -10°C và 0°C. Khi phân tích kết cấu mặt đường theo phương pháp cơ học thực nghiệm thì nhiệt độ thí nghiệm là -20°C, -10°C và 0°C với thời gian tác dụng tải trọng là 1s, 2s, 5s, 10s, 20s, 50s, 100s.

...

...

...

10.1.3  Điều chỉnh hệ thống đo đạc điện tử về 0 hoặc tái cân bằng và tác dụng một tải trọng tĩnh có độ lớn nhất định (± 2%) mà không tác động tới mẫu trong thời gian (100±2) s. Nếu yêu cầu phân tích tổng thể, quãng thời gian từ (1000±20,5) s được coi là thích hợp. Đối với mẫu thử có đường kính 150 mm, sử dụng một tải trọng nhất định để gây ra một biến dạng ngang từ 0,00125 mm đến 0,0190mm. Nếu vi phạm giới hạn này, phải dừng thí nghiệm và cho phép phục hồi 5 min trước khi thí nghiệm lại với một tải trọng đã điều chỉnh. Phải tuân thủ các giới hạn biến dạng này để tránh mẫu bị làm việc ở trạng thái phi tuyến, khi vượt quá giới hạn biến dạng trên, và để tránh các hiện tượng liên quan đến độ nhiễu và độ trôi lệch trong các cảm biến khi vi phạm giới hạn biến dạng dưới.

10.2  Trình tự thử nghiệm cường độ

10.2.1  Sau khi kết thúc thí nghiệm từ biến với mỗi nhiệt độ thí nghiệm, xác định cường độ chịu kéo bằng cách tác động một tải trọng dọc trục lên mẫu với tốc độ gia tải 12,5 mm/min. Ghi lại giá trị tải trọng và các biến dạng dọc và biến dạng ngang ở hai mặt mẫu, cho đến khi tải trọng bắt đầu giảm. Cường độ chịu kéo thông thường phải được xác định tại nhiệt độ trung gian trong ba nhiệt độ thí nghiệm sử dụng cho thí nghiệm từ biến.

CHÚ THÍCH 3: Trong một số trường hợp, có thể chấp thuận việc không gia tải lên mẫu trong khoảng thời gian giữa thí nghiệm độ mềm từ biến và thí nghiệm cường độ chịu kéo. Điều này sẽ tạo điều kiện để hiệu chỉnh các thiết bị thí nghiệm đảm bảo độ chính xác. Khi phân tích kết cấu mặt đường theo phương pháp cơ học thực nghiệm thì nhiệt độ thí nghiệm cường độ chịu kéo là -10°C.

11  Tính toán kết quả

11.1  Tính toán độ rỗng dư của mỗi mẫu thử theo TCVN 8860-9:2011.

11.2  Độ mềm từ biến:

11.2.1  Ba mẫu thử được phân tích cùng một lúc để giảm độ khác biệt trong việc xác định hệ số Poisson và độ mềm từ biến.

11.2.2  Xác định chiều dày và đường kính trung bình, tính bằng mm và tải trọng từ biến tính bằng kN cho 3 mẫu thử.

...

...

...

(1)

(2)

(3)

trong đó:

Σ là tổng giá trị chiều dày, đường kính, tải trọng từ biến của 3 mẫu thử;

b_tb, D_tb, P_tb là chiều dày trung bình, đường kính trung bình và tải trọng trung bình của 3 mẫu thử;

b_n, D_n, p_n là chiều dày, đường kính và tải trọng của mẫu thử thứ n (n = 1 đến 3).

...

...

...

(4)

(5)

trong đó:

ΔX_n,i,t là biến dạng ngang đã chuẩn hoá của mặt mẫu thứ i (i = 1 đến 6) tại thời điểm t (t = 0 đến t_final, trong đó t_final là tổng thời gian từ biến);

ΔY_n,i,t là biến dạng dọc đã chuẩn hoá của mặt mẫu thứ i tại thời điểm t;

ΔX_i,t là biến dạng ngang của mặt mẫu thứ i tại thời điểm t;

ΔY_i,t là biến dạng dọc của mặt mẫu thứ i tại thời điểm t.

...

...

...

(6)

(7)

trong đó:

ΔX_a,i và ΔY_a,i là biến dạng ngang và biến dạng dọc trung bình của mặt mẫu thứ i;

ΔX_n,i,tmid là biến dạng ngang đã chuẩn hoá tại thời điểm ứng với nửa tổng thời gian thí nghiệm từ biến của mặt mẫu thứ i;

ΔY_n,i,tmid là biến dạng dọc đã chuẩn hoá tại thời điểm ứng với nửa tổng thời gian thí nghiệm từ biến của mặt mặt mẫu thứ i.

11.2.5  Tính giá trị trung bình được chọn lọc của biến dạng ngang ΔX_t và biến dạng dọc ΔY_t Giá trị trung bình này được tính bằng cách sắp xếp theo độ lớn của 6 giá trị ΔX_a,i và ΔY_a,i rồi lấy trung bình của 4 giá trị ở giữa. Như vậy, giá trị lớn nhất và nhỏ nhất được loại ra khi tính giá trị trung bình chọn lọc.

...

...

...

(8)

(9)

trong đó:

ΔX_r,j là giá trị ΔX_a,i được xếp theo thứ tự tăng dần;

ΔY_r,j là giá trị ΔY_a,i được xếp theo thứ tự tăng dần;

ΔX_t là giá trị trung bình chọn lọc của biến dạng ngang;

ΔY_t là giá trị trung bình chọn lọc của biến dạng dọc.

11.2.6  Tính tỉ số giữa biến dạng ngang và biến dạng dọc, X/Y như sau:

...

...

...

(10)

11.2.7  Tính giá trị trung bình chọn lọc ΔX_tm,t của 6 chuỗi biến dạng ngang

(11)

trong đó:

ΔX_r,j,t là các chuỗi giá trị ΔX_i,t được sắp xếp, trong đó i = 6 chuỗi được sắp xếp theo thứ tự đã được xác lập tại Điều 11.2.5 cho ΔX_r,j;

ΔX_tm,t là giá trị trung bình chọn lọc của các chuỗi ΔX_i,t

11.2.8  Tính độ mềm từ biến, D(t):

...

...

...

trong đó:

D(t) là độ mềm từ biến tại thời điểm t (kPa);

GL là chiều dài đo, tính bằng m (là 38 x 10^-3với mẫu thử có đường kính 150 mm);

C_cmpi là hệ số hiệu chỉnh, được tính toán như sau:

(13)

Ngoài ra, giá trị C_cmpl phải thỏa mãn yêu cầu sau:

(14)

...

...

...

(15)

trong đó: 0,05 ≤ µ ≤ 0,50.

11.3  Cường độ chịu kéo:

11.3.1  Tính toán cường độ chịu kéo của mỗi mẫu thử, R_kc,n như sau:

(16)

trong đó:

P_f,n là tải trọng phá hủy của mẫu thứ n;

...

...

...

11.3.2  Tính toán cường độ chịu kéo trung bình như sau:

(17)

trong đó: R_kc là cường độ chịu kéo trung bình của bê tông nhựa.

12  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm tối thiểu cần có các thông tin sau:

- Đơn vị yêu cầu.

- Tên công trình, dự án, hạng mục áp dụng.

- Phòng thí nghiệm; Ngày thử nghiệm.

...

...

...

- Ký hiệu từng mẫu, vật liệu của mẫu, lý trình khoan lõi.

- Số hợp đồng hoặc văn bản yêu cầu thử nghiệm.

- Chiều cao và đường kính mỗi mẫu thử, chính xác đến mm.

- Tỷ trọng khối của mỗi mẫu thử, chính xác đến 0,001;

- Tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa, chính xác đến 0,001;

- Độ rỗng dư của mỗi mẫu thử, chính xác đến 0,1%;

- Nhiệt độ thí nghiệm, chính xác đến 0,5°C;

- Tải trọng dùng trong thí nghiệm từ biến, chính xác tới 5 N;

- Các giá trị độ mềm từ biến D(t); và

...

...

...

- Chữ ký của người làm thí nghiệm, phòng thí nghiệm và cơ quan quản lý phòng thí nghiệm.

13  Độ chụm và độ chệch

13.1  Độ chụm - Các nghiên cứu cần thiết để phát triển các ước tính độ chụm của của phương pháp này chưa được thực hiện.

13.2  Độ chệch - Các nghiên cứu cần thiết để thiết lập độ lệch của phương pháp này chưa được thực hiện.

Mục lục

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa

...

...

...

5  Ý nghĩa và sử dụng

6  Thiết bị và dụng cụ

7  Hiệu chuẩn

8  Lấy mẫu thử

9  Chuẩn bị, chế tạo mẫu thử và xác định sơ bộ

10  Trình tự thử nghiệm

10.1  Trình tự thử nghiệm từ biến kéo

10.2  Trình tự thử nghiệm cường độ

11  Tính toán kết quả

...

...

...

13  Độ chụm và độ chệch