Luận án Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam - Đồng Xuân Trường

LỜI CAM ĐOAN . i

LỜI CẢM ƠN. ii

MỤC LỤC.iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT . vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU. xi

DANH MỤC HÌNH VẼ. xiii

MỞ ĐẦU. 1

Chương 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT

LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT . 5

1.1 Những khái niệm chung . 5

1.1.1 Chất lượng. 5

1.1.2 Quản lý chất lượng . 5

1.1.3 Đảm bảo chất lượng. 6

1.1.4 Kiểm soát chất lượng. 7

1.1.5 Mức chấp nhận chất lượng. 8

1.2 Đảm bảo chất lượng thi công thông qua các mức - tiêu chuẩn. 9

1.2.1 Các mức quy định tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng thi công mặt đường . 9

1.2.2 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa chặt trên thế giới. 15

1.2.3 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam. 20

1.3 Các loại rủi ro trong thi công dự án đường bộ khi thanh toán. 23

1.4. Hệ số thanh toán PF thi công bê tông nhựa.25

1.4.1 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Việt Nam trong thời gian gần đây: . 25

1.4.2 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Hoa kỳ: . 28

1.5. Những nghiên cứu phân tích ảnh hưởng các thông số kỹ thuật đến chất

lượng lớp bê tông nhựa và phát triển QRSS . 29iv

1.6 Phân tích công tác thi công BTN các dự án.31

1.7 Những nghiên cứu QC/QA thi công bê tông nhựa trên thế giới. 32

1.8 Những nghiên cứu đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê

tông nhựa ở Việt Nam . 35

1.9 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết . 38

1.10 Mục tiêu và nội dung của đề tài nghiên cứu. 38

1.10.1 Mục tiêu nghiên cứu . 38

1.10.2 Nội dung nghiên cứu. 39

1.11 Phương pháp nghiên cứu. 40

Chương 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT THỐNG KÊ

TRONG CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BTN . 41

2.1 Quá trình thực hiện theo thời gian . 41

2.2 Kiểm soát quá trình bằng biểu đồ kiểm tra.44

2.2.1 Các đồ thị kiểm soát quá trình:. 44

2.2.2 Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát: . 45

2.2.3 Các biểu đồ kiểm soát áp dụng trong thi công. 47

2.3 Phương pháp mô phỏng Monte Carlo . 51

2.4 Nghiên cứu sử dụng thiết bị không phóng xạ không phá hủy-Troxler kiểm

soát độ chặt đầm nén bê tông nhựa nóng hiện trường. 53

2.4.1 Sự cần thiết phải áp dụng phương pháp không phá hủy. 53

2.4.2 Đề xuất trình tự đo độ chặt bằng thiết bị không phá hủy, không phóng xạ . 54

2.4.3 Đánh giá, đề xuất độ chặt thi công bê tông nhựa chặt. 56

2.4.4 Thiết bị đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus .57

2.4.5 Kiểm soát độ đồng đều thi công bê tông nhựa chặt một số dự án . 59

2.4.6 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê đánh giá độ

chặt bằng thiết bị không phóng xạ Troxler. 64v

2.5 Nghiên cứu thí nghiệm liên phòng đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định

và độ dẻo Marshall ở Việt Nam . 64

2.5.1 Cơ sở lý thuyết độ chụm của kết quả thí nghiệm. 65

2.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ chụm .70

2.5.3 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê xác định giới

hạn độ chụm thí nghiệm Marshall. 75

2.6 Nhận xét, kết luận chương . 76

Chương 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG

ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở

VIỆT NAM . 77

3.1 Nghiên cứu mức độ biến động của các chỉ tiêu cơ bản khi thi công. 77

3.1.1 Độ lệch chuẩn và nghiên cứu độ lệch chuẩn các thông số khi thi công bê tông

nhựa . 77

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu và trình tự tính toán. 79

3.1.3 Kết quả giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của các thông số BTNC19;

BTNC12.5 . 80

3.1.4 So sánh độ lệch chuẩn tính toán ở Việt Nam với các nghiên cứu ở Mỹ . 83

3.1.5 Nhận xét . 84

3.2 Sử dụng phần mềm QRSS đánh giá ảnh hưởng của đảm bảo và kiểm soát

chất lượng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường mềm. 85

3.2.1 Nguyên lý và cấu trúc của phần mềm QRSS.85

3.2.2 Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa. 85

3.2.3 Hệ số thanh toán thông qua đặc trưng khai thác . 87

3.2.4 Phương trình Witczak xác định E*. 88

3.2.5 Nhiệt độ có hiệu Teff . 89

3.2.6 Tính toán số ESAL tích lũy. 91

3.2.7 Tần số tác dụng của tải trọng theo chiều sâu .91vi

3.2.8 Xác định độ lệch chuẩn của các biến số đầu vào . 93

3.2.9 Tổng hợp các biến số đầu vào và ma trận ảnh hưởng đến đặc trưng khai thác

kết cấu mặt đường . 94

3.2.10 Dự báo tuổi thọ phục vụ. 95

3.2.11 Quyết định hệ số thanh toán PF (pay factor) . 97

3.3 Phân tích QRSS cho dự án thực tế. 99

3.4 Nhận xét, kết luận chương . 101

Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HỆ SỐ THANH TOÁN TỔNG HỢP ĐỂ

KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA

CHẶT Ở VIỆT NAM . 102

4.1. Các công thức xác định hệ số thanh toán PF (Pay factor) . 102

4.1.1. Thiết lập mức giới hạn trên và giới hạn dưới:. 102

4.1.2 Tính toán phần trăm giới hạn PWL:. 104

4.1.3 Xác định hệ số PF:. 106

4.2. Xây dựng hệ số thanh toán tổng hợp ở Việt Nam . 106

4.2.1 Xác định các thông số cần kiểm soát và trọng số tính CPF. 106

4.2.2 Mật độ thí nghiệm kiểm soát. 110

4.2.3 Xác định giới hạn trên (USL), dưới (LSL) và phần trăm giới hạn (PWL). 112

4.2.4 Trình tự tính toán hệ số thanh toán tổng hợp (CPF). 113

4.3 Kiểm nghiệm, đánh giá hệ số thanh toán CPF một số dự án thực tế . 114

4.3.1 Kiểm nghiệm một số dự án: . 114

4.3.2 Đánh giá hệ số thanh toán tổng hợp (CPF) qua kiểm nghiệm thực tế: . 122

4.4 Nhận xét, kết luận chương . 122

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO. xv

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .xxii

PHỤ LỤ

pdf197 trang | Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 368 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam - Đồng Xuân Trường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
của hằng số trong phương trình chuyển từ - 192.655 đến 67.5997 chứa giá trị 0 với p-value = 0.346>0.05 và hệ số từ 0.971 đến 1.0808 có chứa giá trị 1 với p-value = 0.00<0.05. Từ phương trình chuyển, từ số liệu đo máy tính khối lượng thể tích hiệu chỉnh, tính độ chặt đầm nén và vẽ biểu đồ kiểm soát độ chặt cho 201 điểm bằng phần mềm Minitab18 như Hình 3.10 201181161141121101816141211 93.50% 93.00% 92.50% 92.00% 91.50% 91.00% 90.50% 90.00% Điểm kiểm soát Độ c hặ t đ ầm n é n B T N _ X=91.91% UCL=93.43% LCL=90.38% +3SL=93.43% -3SL=90.38% +2SL=92.92% -2SL=90.89% +1SL=92.41% -1SL=91.40%2 6 4 Hình 2.10: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC19 Nhận xét từ Hình 2.10 quá trình thi công BTN đảm bảo độ chặt đồng đều, với giá trị trung bình 91.91%, chủ yếu các điểm nằm trong phạm vi ±2σ, không có điểm nào vượt ra ngoài ±3σ. Tuy nhiên, độ chặt nhỏ hơn 92% tức là độ rỗng trên 8% vượt quá giới hạn quy định cần kiểm tra lại thiết kế hỗn hợp hoặc sơ đồ đầm nén. b) Đối với hỗn hợp BTNC12.5 Thiết kế hỗn hợp theo TCVN8819-2011 với hàm lượng nhựa Pb=4.92% theo hỗn hợp, độ rỗng dư Va=4.08% thi công từ 5-8/2016. Hiệu chỉnh tại 49 vị trí, lấy mẫu hỗn hợp để xác định Gmm, đo bằng máy để xác định Gmb-M sau đó tiến hành khoan 49 mẫu đường kính 150mm để thí nghiệm xác định Gmb-K cho từng mẫu. Quá trình tính toán tương tự. Kết quả tính toán được: Khi đo bằng máy (M) thì giá trị trung bình khối lượng thể tích 2371kg/m3 độ lệch chuẩn 12.17kg/m3. Khi xác 62 định trên mẫu khoan (K) thì giá trị trung bình khối lượng thể tích 2372kg/m3 độ lệch chuẩn 11.95kg/m3. Hiệu số khối lượng thể tích trung bình -0.57kg/m3 và độ lệch chuẩn 3.02kg/m3 đảm bảo nhỏ hơn 40kg/m3. Như vậy máy đo đảm bảo chính xác. 2 00.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 0532 0632 0732 0832 0932 004 2 NveDtSnaeM 9459.112732 9471.21173 K ytis n e D )3m/gk( hctí hểt gnlượ ihố G elbairaV 5.21CNTB-K-bmG 5.21CNTB-M-bm N 5.21CNTB-K-bmG ,5.21CNTB-M-bmG : đồuiểB lamro a) Biểu đồ phân bố 240023902380237023602350 2400 2390 2380 2370 2360 2350 Gmb-M-BTNC12.5 G m b -K -B T N C 12 .5 Orthogonal Least Squares Biểu đồ: Gmb-K-BTNC12.5 vs Gmb-M-BTNC12.5 Error Variance Ratio (Gmb-K-BTNC12.5/Gmb-M-BTNC12.5) = 1 Orthogonal: Gmb-K-BTNC12.5 = 43.40 + 0.982 Gmb-M-BTNC12.5 Least Squares: Gmb-K-BTNC12.5 = 68.97 + 0.971 Gmb-M-BTNC12.5 b) Biểu đồ phân tích hồi quy Hình 2.11: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 Phương trình chuyển: Gmb-K-BTNC12.5 = 43.40 + 0.982 Gmb-M-BTNC12.5 201181161141121101816141211 96.50% 96.00% 95.50% 95.00% 94.50% 94.00% 93.50% 93.00% Điểm kiểm soát Độ c hặ t đ ầm n é n B T N _ X=94.92% UCL=96.50% LCL=93.35% -3SL=93.35% +2SL=95.97% -2SL=93.88% +1SL=95.45% -1SL=94.40% +3SL=96.50% 6 2 6 6 6 6 6 Hình 2.12: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 Từ phương trình chuyển, từ số liệu đo máy tính khối lượng thể tích hiệu chỉnh, tính độ chặt đầm nén và vẽ biểu đồ kiểm soát độ chặt cho 201 điểm bằng phần mềm Minitab18 như Hình 2.12. Nhận xét từ Hình 2.12 quá trình thi công BTN tốt, đảm bảo độ chặt đồng đều, với giá trị trung bình 94.92%, chủ yếu các điểm nằm trong phạm vi ±2σ, không có điểm nào vượt ra ngoài ±3σ, từ đó thấy rằng việc áp dụng thiết bị không phá hủy trong việc kiểm soát độ chặt BTN trong việc kiểm soát độ chặt đồng đều là cần thiết. 63 2. Gói thầu RAP/CP16 (thuộc dự án nâng cấp QL6 Hòa Bình – Sơn La) Giới thiệu chung về dự án: * Chủ đầu tư: Ban QLDA 3 - BGTVT * Tư vấn: SMEC * Nhà thầu: Liên danh Tổng công ty XDCT giao thông 1-Công ty CP (CIENCO1)- Công ty CP Tập đoàn Đầu tư xây dựng HJC – Công ty CP Đầu tư XD và Phát triển Phương Bắc – Công ty CP Quản lý và Xây dựng công trình giao thông 236 * Tiến độ thi công: 2015-2017 * Quy mô công trình: * Kết cấu tầng mặt: BTNC12.5: 5cm – BTNC19:7cm Đoạn nghiên cứu từ km233+000 -:- km268+000 thi công tháng 3-6/2016.Thiết kế hỗn hợp BTNC12.5 theo TCVN8819-2011 với hàm lượng nhựa Pb=4.5% theo hỗn hợp, độ rỗng dư Va=4.26%. Quá trình thực hiện tương tự các bước như trên được các kết quả sau: 2 00.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 0832 0932 0042 0142 024 2 NveDtSnaeM 8189.90042 8533.9993 K ytis n e D )3m/gk( hctí hểt gnlượ ihố G elbairaV 5.21CNTB-K-bmG 5.21CNTB-M-bm N 5.21CNTB-K-bmG ,5.21CNTB-M-bmG : đồuiểB lamro a) Biểu đồ phân bố 2415241024052400239523902385 2415 2410 2405 2400 2395 2390 2385 Gmb-M-BTNC12.5 G m b -K -B T N C 12 .5 Orthogonal Least Squares Biểu đồ: Gmb-K-BTNC12.5 vs Gmb-M-BTNC12.5 Error Variance Ratio (Gmb-K-BTNC12.5/Gmb-M-BTNC12.5) = 1 Orthogonal: Gmb-K-BTNC12.5 = - 167.6 + 1.070 Gmb-M-BTNC12.5 Least Squares: Gmb-K-BTNC12.5 = - 130.8 + 1.055 Gmb-M-BTNC12.5 b) Biểu đồ phân tích hồi quy Hình 2.13: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 Phương trình chuyển: Gmb-K-BTNC12.5 = - 167.6 + 1.070 Gmb-M-BTNC12.5 9181716151413121111 96.50% 96.00% 95.50% 95.00% 94.50% 94.00% 93.50% Điểm kiểm soát Độ c hặ t đ ầm n é n B TN _ X=94.90% UCL=96.34% LCL=93.46% +3SL=96.34% +2SL=95.86% -2SL=93.94% +1SL=95.38% -1SL=94.42% -3SL=93.46% 6 6 2 2 2 2 6 6 6 6 6 Hình 2.14: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 64 Nhận xét từ Hình 2.14 quá trình thi công BTN tốt, đảm bảo độ chặt đồng đều, với giá trị trung bình 94.92%, chủ yếu các điểm nằm trong phạm vi ±2σ, không có điểm nào vượt ra ngoài ±3σ. 2.4.6 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê đánh giá độ chặt bằng thiết bị không phóng xạ Troxler Ở đây số lượng mẫu nghiên cứu Hiệu chỉnh tại 103 vị trí gói thầu 1 (54 vị trí BTNC19, 49 vị trí với BTNC12.5) và các vị trí khoan trên gói RAP/CP16 để xác định Gmm, đo bằng máy để xác định Gmb-M sau đó tiến hành khoan mẫu đường kính 150mm để thí nghiệm xác định Gmb-K cho từng mẫu được thực hiện đồng thời với các Nhà thầu thi công trên tuyến để thu thập số liệu phục vụ nghiên cứu. - Có thể sử dụng thiết bị đo không phá hủy, không phóng xạ xác định độ chặt đầm nén và kiểm soát quá trình thi công BTN đảm bảo độ tin cậy so với phương pháp khoan; - Nghiên cứu đã đề xuất quy trình đo, xử lý và đánh số liệu để hiệu chuẩn/tiêu định máy đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus; - Nghiên cứu đề xuất được trình tự kiểm soát độ đồng đều trong quá trình đầm nén BTN hiện trường. - Nghiên cứu sửa đổi lại không tính hệ số đầm nén theo khối lượng thể tích trung bình mà theo tỉ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN. 2.5 Nghiên cứu thí nghiệm liên phòng đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định và độ dẻo Marshall ở Việt Nam Phương pháp Marshall thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa (BTN) ban đầu được phát triển bởi Bruce Marshall bang Mississippi vào nĕm 1939. Phương pháp Marshall có ưu điểm là thí nghiệm đơn giản nên vẫn được áp dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay. Trong phương pháp Marshall, độ ổn định và độ dẻo Marshall là 2 chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất lượng BTN, là cơ sở để thiết kế, thi công nghiệm thu mặt đường BTN. Các tiêu chuẩn thí nghiệm xác định độ ổn định và độ dẻo Marshall trên thế giới [68,69,70] đã quy định độ chụm của kết quả thí nghiệm để đánh giá độ đồng đều trong quá trình thi công BTN. Ở Việt Nam cũng đã có tiêu chuẩn xác định độ chụm để đánh giá mức độ đồng đều của thí nghiệm [3,4,5] nhưng đối với ngành đường bộ chưa được áp dụng nhiều. Hiện nay thí nghiệm Marshall ở Việt Nam [2] chưa quy 65 định độ chụm mà chỉ tính trung bình 3 mẫu dẫn đến không đánh giá được mức độ đồng đều, ảnh hưởng của thiết bị, thí nghiệm viên đến kết quả đòi hỏi phải có nghiên cứu bổ sung. 2.5.1 Cơ sở lý thuyết độ chụm của kết quả thí nghiệm 2.5.1.1 Phân tích mức độ chụm của kết quả thí nghiệm Trong các tiêu chuẩn thí nghiệm thường quy định giới hạn độ chụm (precision) để đánh giá mức độ phân tán của các kết quả. Độ chụm của từng thí nghiệm, từng chỉ tiêu quy định trong tiêu chuẩn thí nghiệm được nghiên cứu bằng thống kê với số mẫu đủ lớn từ các phòng thí nghiệm đạt chuẩn theo ASTM E691[66]. Để đánh giá độ đồng đều khi thí nghiệm, các tiêu chuẩn đều đưa ra chuẩn đánh giá độ chụm (precision) và độ chệch (bias). Thuật ngữ độ chụm và độ chệch được định nghĩa thống nhất theo các tiêu chuẩn ASTM E177 [67], TCVN 6910 [3], ISO 5725 [65]. a) Không chụm Không chính xác b) Chụm Không chính xác c) Chụm Chính xác d) Không chụm Chính xác Hình 2.15: Minh họa độ chụm và độ chính xác - Độ chụm (precision): Mức độ gần nhau giữa các kết quả thử nghiệm độc lập nhận được trong điều kiện quy định. Mối quan hệ giữa giá trị đo được lặp lại nhiều lần so với nhau được gọi là độ chụm. Một tập hợp kết quả đo được cho là chụm nếu các kết quả đo được tương tự nhau về số. Hình 2.15b và 2.15c thể hiện các kết quả chụm, 2.15a và 2.15d thể hiện các kết quả không chụm. - Độ chính xác (accuracy): Mức độ gần nhau giữa kết quả thử nghiệm và giá trị quy chiếu được chấp nhận. Ví dụ khi biết đường kính viên bi chuẩn có giá trị quy chiếu là 10mm nhưng đo được kết quả bằng một thiết bị được trung bình 16mm như Hình 1b là không chính xác, khi đo kết quả bằng thiết bị khác đạt trung bình 10.02mm 66 như Hình 2.1c là chính xác. Còn minh họa như Hình 2.15d cũng đôi khi được coi là chính xác nhưng không chụm. - Độ chệch (bias): Mức độ sai khác giữa kỳ vọng của các kết quả thử nghiệm và giá trị quy chiếu được chấp nhận. Như Hình 2.1b độ chệch sẽ là 16-10=6mm, Hình 2.13c độ chệch là 10.02-10=0.02mm. Thông thường với những thí nghiệm ngành xây dựng không biết/không có được giá trị quy chiếu nên chỉ dùng độ chụm để đánh giá kết quả thí nghiệm mà không có độ chệch và độ chính xác. - Độ lặp lại (repeatability): Độ chụm trong các điều kiện lặp lại. - Điều kiện lặp lại ( repeatability conditions): Điều kiện mà tại đó các kết quả thử nghiệm độc lập nhận được với cùng một phương pháp, trên những mẫu thử giống hệt nhau, trong cùng một phòng thí nghiệm, bởi cùng người thao tác, sử dụng cùng một thiết bị, trong khoảng thời gian ngắn. Một số tiêu chuẩn còn sử dụng thuật ngữ “Thí nghiệm đơn phòng” thay cho “Điều kiện lặp lại”. - Độ tái lập (reproducibility): Độ chụm trong điều kiện tái lập - Điều kiện tái lập (reproducibility conditions): Điều kiện trong đó các kết quả thử nghiệm nhận được bởi cùng một phương pháp, trên các mẫu thử giống hệt nhau trong các phòng thí nghiệm khác nhau, với những người thao tác khác nhau, sử dụng các thiết bị khác nhau. Sự thay đổi giữa các phép đo do được thực hiện bởi những người thao tác khác nhau và/hoặc với các thiết bị khác nhau sẽ thường lớn hơn sự thay đổi giữa các phép đo do cùng một người thực hiện với các thiết bị như nhau trong khoảng thời gian ngắn. Một số tiêu chuẩn còn sử dụng thuật ngữ “Thí nghiệm liên phòng” thay cho “Điều kiện tái lập”. - Giới hạn 1 sigma (one-sigma limit) 1s hoặc giới hạn 1 sigma trung bình 1s% (hệ số biến sai Cv%) là giới hạn của các kết quả thí nghiệm. - Giới hạn khác biệt (difference limit) d2s là chênh lệch chấp nhận được tối đa giữa hai kết quả thu được trên thử nghiệm giống hệt nhau của 2 mẫu thử ở điều kiện lặp lại hoặc tái lập. Giá trị d2s% là giới hạn là sự khác biệt tối đa có thể chấp nhận được giữa hai thử nghiệm được thể hiện dưới dạng phần trĕm của trị số trung bình 2 giá trị. Một số tiêu chuẩn sử dụng các ký hiệu tương đương 1s và d2s: Đối với điều kiện lặp lại Sr, r; Đối với điều kiện tái lập SR, R. Thông thường mục độ chụm để ở cuối các tiêu chuẩn thí nghiệm, bảng quy định độ chụm thường có 2 cột 1s (1s%) và d2s (d2s%). Khi đánh giá chênh lệch giữa 2 kết quả thí nghiệm thì d2s (d2s%) bằng hệ số 2.8 nhân với 1s (1s%). Khi đánh giá 67 chênh lệch giữa 3 kết quả thì hệ số này bằng 3.3 như quy định ở Bảng 2.2 ASTM C670. Khi thí nghiệm, để tiết kiệm thời gian và chi phí, thường số mẫu trong một tổ mẫu chỉ từ 2-4 mẫu sau đó đánh giá mức độ phân tán của kết quả bằng ASTM C670, nếu thỏa mãn giới hạn độ chụm thì thí nghiệm đạt yêu cầu và giá trị trung bình của các kết quả đại diện cho tổ mẫu. Nếu không đảm bảo độ chụm thì phải làm lại thí nghiệm hoặc thay thế thiết bị. Tiêu chuẩn thí nghiệm Marshall của các nước quy định rõ độ chụm được tập hợp trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3. Từ chuẩn này sẽ đánh giá mức độ phân tán của kết quả thí nghiệm làm cơ sở chấp nhận thiết kế hoặc thay đổi hỗn hợp bê tông nhựa, hoặc thay đổi máy thí nghiệm, thí nghiệm viên. Bảng 2.2: Chuẩn đánh giá độ chụm theo ASTM D6297 [68], AASHTO T245 [69] Chỉ tiêu Marshall Điều kiện thí nghiệm 1s% d2s% Độ ổn định Marshall, % Điều kiện lặp lại 6 16 Điều kiện tái lập 16 43 Độ dẻo Marshall, % Điều kiện lặp lại 9 26 Điều kiện tái lập 20 58 Bảng 2.3: Chuẩn đánh giá độ chụm theo EN 12697-34 [70] Chỉ tiêu Marshall Điều kiện lặp lại Điều kiện tái lập Độ lệch chuẩn Sr r Độ lệch chuẩn SR R Độ ổn địnhMarshall, kN 0.36 1.0 0.78 2.2 Độ dẻoMarshall, mm 0.21 0.6 0.46 1.3 2.5.1.2 Xác định độ chụm của kết quả thí nghiệm Độ chụm của mỗi loại thí nghiệm được xác định theo tiêu chuẩn ASTM E691 [66], gần tương đương như tiêu chuẩn ISO 5725-2 [65] hoặc TCVN 6910-2 [3]. Trình tự các bước xác định độ chụm: - Xác định số phòng thí nghiệm tham gia: Tối thiểu phải có 8 phòng thí nghiệm để đánh giá độ chụm, các phòng phải đảm bảo điều kiện thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm và thí nghiệm viên để thực hiện các phép thử đồng loạt với các phòng khác; - Mẫu thí nghiệm: Mẫu thí nghiệm được cung cấp cùng loại theo thiết kế, giống nhau cho các phòng thí nghiệm, thường do một phòng thí nghiệm đảm trách. Đối với thí nghiệm Marshall có thể trộn tại trạm sau đó chia đều BTN rời cho các phòng 68 đúc, bảo dưỡng, thí nghiệm. Số mẫu thường đều nhau, tối thiểu cho 1 phòng là 3-4 mẫu. - Gửi mẫu và tiến hành thí nghiệm: Mẫu được phân theo phương pháp chia 4, gửi cho các phòng để thí nghiệm được thực hiện đồng thời, trong cùng một khoảng thời gian. Thí nghiệm tuân thủ theo tiêu chuẩn quy định. Sau khi thí nghiệm xong gửi kết quả để tính toán thống kê. - Tính toán xử lý thống kê: + Xác định phòng thí nghiệm bất thường, có các kết quả bất thường để xem xét nguyên nhân và loại bỏ + Xác định số liệu bất thường theo ASTM E178 [48], thường dùng tiêu chuẩn Grubb. Nếu có số liệu bất thường cần xem xét loại bỏ. + Tính toán cho từng phòng thí nghiệm: Giá trị trung bình: 1 n ix x n   (2.9) với xi là các kết quả mẫu thí nghiệm, n là số mẫu thí nghiệm Độ lệch chuẩn: 2 1 ( ) 1 n ix xs n   (2.10) + Tính giá trị trung bình tổng thể: 1 p j x x p  (2.11) với p là số phòng thí nghiệm, j là chỉ số phòng thí nghiệm + Tính độ lệch d cho từng phòng thí nghiệm j: d x x  (2.12) + Tính độ lệch chuẩn của các giá trị trung bình: 2 1 1 p j x d s p   (2.13) + Tính độ lệch chuẩn lặp lại: 2 1 p j r s s p   (2.14) + Tính độ lệch chuẩn tái lập:    2 2 1.R rx ns s s n  (2.15) -Xem xét sự nhất quán và các giá trị bất thường giữa các phòng thí nghiệm: + Tính giá trị h cho mỗi phòng thí nghiệm j: j j x d h s  (2.16) 69 + Tính giá trị giới hạn ±h: 2 ( 1) ( 2) p t h p t p    (2.17) với t là giá trị của hàm t-student với bậc tự do (p-2), thường tính với mức ý nghĩa 0.5%. Có thể tra giá trị h trong Bảng 3.6 ASTM E691 phụ thuộc vào p. + Vẽ biểu đồ thống kê Madel h giữa các phòng thí nghiệm để đánh giá mức độ biến động của hj giữa các phòng, kiểm soát giới hạn ±h -Xem xét sự nhất quán và các giá trị bất thường trong 1 phòng thí nghiệm: + Tính giá trị k cho mỗi phòng thí nghiệm j: j j r s k s  (2.18) + Tính giá trị giới hạn k: 1 1 p k p F   (2.19) với F là giá trị hàm F với bậc tự do (n-1) và (p-1)(n-1), thường tính với mức ý nghĩa 0.5%. Có thể tra giá trị k trong Bảng 5 ASTM E691 phụ thuộc vào n và p. + Vẽ biểu đồ thống kê Madel k của các phòng thí nghiệm để đánh giá mức độ biến động của kj giữa các phòng, kiểm soát giới hạn +k -Xác định giới hạn khác biệt ở độ tin cậy 95%: điều kiện lặp lại r; và điều kiện tái lập R r = 2.8sr; R=2.8sR (2.20) % 100%; % 100% r R r R x x   (2.21) - Kiểm tra, đánh giá, công bố r, R hoặc %r, %R cùng với phạm vi áp dụng. Thường sử dụng các phần mềm thống kê như Minitab, R, hoặc bảng tính Excel để xử lý, tính toán và vẽ đồ thị. 2.5.1.3 Đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm Sau khi đã công bố các giá trị sr và sR (sau đây gọi là s) ở điều kiện lặp lại và điều kiện tái lập trong tiêu chuẩn thí nghiệm, việc đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm như sau: - Tập hợp số kết quả Xi của n mẫu thí nghiệm, xác định Xmax và Xmin - Tính toán khoảng CR (hoặc còn gọi là độ rộng): CR = Xmax – Xmin (2.22) - Xác định khoảng giới hạn cho phép ở độ tin cậy 95%: CR0.95(n)=f(n).s (2.23) với f(n) là hệ số khoảng giới hạn, tra Bảng 2.2 của ASTM C670 [49] hoặc Bảng 2.2 của TCVN 6910-6 [3] phụ thuộc vào số mẫu n. Một số giá trị f(n): 2.8 khi n=2; 3.3 khi n=3; 3.6 khi n=4. 70 - Kiểm toán nếu CR ≤ CR0.95(n) thì đảm bảo độ chụm, trung bình số học của các giá trị thí nghiệm là kết quả cuối cùng. - Nếu CR > CR0.95(n) thì không đảm bảo độ chụm, tùy từng trường hợp mà có thể thí nghiệm thêm mẫu, tính trung vị, thí nghiệm lại, 2.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ chụm 2.5.2.1 Loại vật liệu Loại BTN nghiên cứu điển hình cho khu vực phía Bắc. Nghiên cứu được thực hiện với 2 loại BTNC12.5 và BTNC19 nhựa 60/70, được trộn từ trạm và cung cấp BTN rời cho 8 (tám) phòng thí nghiệm khu vực phía Bắc. Bao gồm: 2 phòng của các Trường Đại học (ĐHGTVT và ĐHCNGTVT), 1 phòng của Viện KHCN GTVT, 3 phòng từ công ty TVGS, 2 phòng của Nhà thầu Công ty Sơn Hải và Công ty ACC). Các thông tin về phòng thí nghiệm, loại BTN, đoạn tuyến, loại mẫu được mã hóa để đảm bảo khách quan. Mỗi phòng thí nghiệm thực hiện: 12 mẫu BTNC12.5; 12 mẫu BTNC19, với mỗi loại BTN có 6 mẫu ngâm 60oC trong 40 phút (điều kiện 1) và 6 mẫu ngâm 60oC trong 24 giờ (điều kiện 2). Hình 2.16: Thí nghiệm liên phòng (ĐHGTVT, Viện KHCN GTVT) Hình 2.17: Thí nghiệm liên phòng (Công ty Sơn Hải, ACC) Tổng số mẫu thí nghiệm 192 mẫu. Các chỉ tiêu chủ yếu của 2 loại BTN nghiên cứu 71 như Bảng 2.4: Bảng 2.4: Các chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của 2 loại BTN nghiên cứu Chỉ tiêu BTNC19 BTNC12.5 Tiêu chuẩn thiết kế QĐ 858/QĐ-BGTVT QĐ 858/QĐ-BGTVT Loại nhựa/Hàm lượng nhựa Puma 60/70; 4.2% hỗn hợp ADCo 60/70; 4.7% hỗn hợp Cốt liệu thô Mỏ đá Bắc Hà-Hà Nam Đồng Ao-Núi Voi, Thanh Thủy, Thanh Liêm, Hà Nam Cốt liệu mịn Mỏ đá Bắc Hà-Hà Nam Công ty cổ phần khoáng sản FECON Bột khoáng Công ty khoáng sản Bảo Minh - Thanh Liêm - Hà Nam Công ty TNHH Hằng Quang – Phủ Lý – Hà Nam Thành phần cấp phối thiết kế: Lượng lọt % qua các sàng 25; 19; 12.5; 9.5; 4.75; 2.36; 1.18; 0.6; 0.3; 0.15; 0.075 100; 91.21; 71.44; 57.99; 36.93; 25.63; 17.84; 12.09; 9.58; 8.36; 6.16 100; 100; 76.50; 66.20; 41.90; 30.40; 21.20; 15.20; 10.60; 8.20; 6.00 Độ ổn định Marshall, kN 11.50 11.92 Độ dẻo Marshall, mm 2.30 3.00 Độ rỗng dư Va, % 4.49 4.64 Độ rỗng cốt liệu VMA, % 14.22 14.36 Độ rỗng lấp đầy nhựa VFA,% 68.42 67.68 Khối lượng riêng Gmm, % 2.632 2.608 2.5.2.2 Trình tự nghiên cứu và phân tích kết quả Nghiên cứu theo trình tự đã phân tích. Kết quả được thể hiện ở các hình và bảng sau: 72 Phòng Điều kiện 87654321 2121212121212121 16 14 12 10 8 6 4 2 0 S , k N 1 0 .1 1 6 7 1 1 .7 9 .0 8 3 3 3 1 1 .1 6 6 7 9 .7 6 6 6 7 1 0 .6 6 6 7 9 .1 1 0 .9 8 3 3 1 0 .0 1 6 7 1 1 .7 1 0 .2 1 6 7 1 1 .0 6 1 7 9 .2 2 8 3 3 1 0 .3 71 2 .0 1 6 7 1 2 .1 95% CI for the Mean Individual standard deviations are used to calculate the intervals. Biểu đồ độ ổn định Marshall BTNC19, kN a) Độ ổn định Marshall BTNC19 Phòng Điều kiện 87654321 2121212121212121 6 5 4 3 2 1 0 F , m m 3 .8 9 8 3 3 3 .0 2 3 3 3 3 .6 6 6 6 7 2 .9 1 3 3 3 3 .6 4 8 3 3 3 .0 8 3 3 3 3 .8 2 2 .9 4 3 3 33 .8 9 3 .0 1 5 2 .5 8 8 3 3 2 .7 8 1 6 7 3 .5 5 3 3 3 3 .2 3 4 .1 1 6 6 7 3 .1 6 6 6 7 95% CI for the Mean Individual standard deviations are used to calculate the intervals. Biểu đồ độ dẻo Marshall BTNC19, mm b) Độ dẻo Marshall BTNC19 Phòng Điều kiện 87654321 2121212121212121 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 S , k N 1 0 .3 1 2 .0 1 6 7 1 0 1 1 .7 1 6 7 9 .8 8 3 3 3 1 1 .8 1 0 .2 51 2 .0 8 3 3 1 0 .1 8 3 3 1 1 .8 8 3 3 1 0 .4 4 5 1 0 .7 7 6 7 1 0 .7 1 1 .4 6 3 3 1 3 .2 8 3 3 1 3 .3 1 6 7 95% CI for the Mean Individual standard deviations are used to calculate the intervals. Biểu đồ độ ổn định Marshall BTNC12.5, kN c) Độ ổn định Marshall BTNC12.5 Phòng Điều kiện 87654321 2121212121212121 6 5 4 3 2 1 0 F , m m 3 .8 9 8 3 3 3 .0 6 1 6 7 3 .5 2 6 6 7 2 .9 4 6 6 73 .9 0 6 6 7 2 .9 3 .8 8 5 2 .9 0 1 6 73 .9 4 3 .0 4 3 3 3 2 .6 8 5 2 .6 9 8 3 3 3 .0 2 5 2 .6 5 2 .5 3 3 3 3 2 .3 6 6 6 7 95% CI for the Mean Individual standard deviations are used to calculate the intervals. Biểu đồ độ dẻo Marshall BTNC12.5, mm d) Độ dẻo Marshall BTNC12.5 Hình 2.18: Kết quả thí nghiệm tính độ chụm Hình 2.19: Minh họa biểu đồ thống kê độ ổn định 40min BTNC19 73 Bảng 2.5: Kết quả tính độ chụm Chỉ tiêu BTNC19 BTNC12.5 Độ ổn định 40min Độ dẻo 40min Độ ổn định 24h Độ dẻo 24h Độ ổn định 40min Độ dẻo 40min Độ ổn định 24h Độ dẻo 24h x 11.219 3.020 9.943 3.648 11.882 2.821 10.631 3.425 Sr 0.8313 0.3411 0.6692 0.3103 0.8493 0.2594 0.7742 0.2803 %Sr 7.41% 11.30% 6.73% 8.51% 7.15% 9.20% 7.28% 8.18% r 2.304 0.946 1.855 0.860 2.354 0.719 2.146 0.777 %r 20.54% 31.31% 18.65% 23.58% 19.81% 25.49% 20.19% 22.69% SR 0.9546 0.3428 1.1348 0.5430 1.0526 0.3336 1.3084 0.6441 %SR 8.51% 11.35% 11.41% 14.89% 8.86% 11.83% 12.31% 18.81% R 2.646 0.950 3.145 1.505 2.918 0.925 3.627 1.785 %R 23.59% 31.47% 31.63% 41.26% 24.55% 32.78% 34.11% 52.13% Từ kết quả Bảng 2.5 tính các giá trị độ lệch chuẩn trung bình %Sr và độ lệch chuẩn lặp lại %SR (1s%) và quy tròn để tĕng an toàn: -Điều kiện lặp lại: + Độ ổn định Marshall: (7.41+6.73+7.15+7.28)/4 = 7.14% lấy tròn 7.00% + Độ dẻo Marshall: (11.30+8.51+9.20+8.18)/4=9.30% lấy tròn 9.00% -Điều kiện tái lập: + Độ ổn định Marshall: (8.51+11.41+8.86+12.31)/4 = 10.27% lấy tròn 10.00% + Độ dẻo Marshall: (11.35+14.89+11.83+18.81)/4=14.22% lấy tròn 14.00% Giá trị %r và %R (d2s%) được tính theo công thức: d2s%=2.8 x 1s% có lấy tròn Kiến nghị các giá trị độ chụm như Bảng 2.6: 74 Bảng 2.6: Độ chụm Marshall ở Việt Nam Chỉ tiêu Marshall Điều kiện thí nghiệm 1s% d2s% Độ ổn định Marshall, % Điều kiện lặp lại 7 20 Điều kiện tái lập 10 28 Độ dẻo Marshall, % Điều kiện lặp lại 9 25 Điều kiện tái lập 14 39 Trong đó: - 1s% là giới hạn hay hệ số biến sai của các kết quả thí nghiệm. - d2s% là giới hạn sự khác biệt tối đa có thể chấp nhận được giữa hai thử nghiệm được thể hiện dưới dạng phần trĕm của trị số trung bình 2 giá trị. ơSo sánh kết quả Bảng 2.6 với Bảng 2.2 nhận thấy chỉ có độ chụm của độ ổn định Marshall ở điều kiện lặp lại lớn hơn so với tiêu chuẩn AASHTO, ASTM (giá trị 1s%: 7% so với 6%) còn các giá trị khác đều nhỏ hơn. Các giá trị Bảng 2.6 cần được tiếp tục theo dõi đánh giá để điều chỉnh trong quá trình thiết kế, thi công và khai thác mặt đường BTN để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. 2.5.2.3 Trình tự đánh giá độ chụm của thí nghiệm Marshall Kiến nghị trình tự đánh giá kết quả thí nghiệm 3 mẫu Marshall sử dụng nhựa 60/70: - Tập hợp số kết quả Xi của 3 mẫu thí nghiệm, xác định Xmax và Xmin - Tính toán khoảng CR (hoặc còn gọi là độ rộng): CR = Xmax – Xmin - Xác định khoảng giới hạn cho phép ở độ tin cậy 95%: CR0.95(3)=f(3).s với f(3)=3.3 - Kiểm toán nếu CR ≤ CR0.95(3) thì đảm bảo độ chụm, trung bình số học của các giá trị thí nghiệm là kết quả cuối cùng. - Nếu CR > CR0.95(3) thì không đảm bảo độ chụm, có thể lựa chọn cách giải quyết sau: 75 + Thí nghiệm lại, sau đó kiểm toán độ chụm lại + Đúc thêm 3 mẫu nữa sau đó tính CR của cả 6 mẫu và so sánh nếu CR ≤ CR0.95(6) thì trung bình số học của 6 giá trị là kết quả cuối cùng. Nếu không thỏa mãn thì trung vị của 6 giá trị là kết quả cuối cùng. Chú ý f(6)=4. + Bỏ đi giá trị lớn nhất, chỉ còn 2 giá trị và kiểm toán trong trường hợp n=2, nếu đạt thì giá trị trung bình 2 mẫu là kết quả cuối cùng. Bảng 2.7 là ví dụ các trường hợp đánh giá độ chụm của độ ổn định Marshall Bảng 2.7: Trình tự đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm Marshall TT Chỉ tiêu Mẫu TH1 TH2 TH3 1 9.75 11.67 11.67 11.32 2 11.23 11.20 11.20 11.20 9.25 3 9.09 9.19 9.19 9.19

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_gop_phan_hoan_thien_cong_tac_dam_bao_va_k.pdf
Tài liệu liên quan