Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 về xác định số phân cấp mặt đường bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi thế nào?

Nội dung chính

• Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 về xác định số phân cấp mặt đường bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi thế nào?
• Nguyên tắc và trình tự sử dụng dữ liệu HWD để xác định PCN sân bay theo TCVN 11365:2016 như thế nào?
• Đề cương thí nghiệm khi sử dụng thiết bị đo HWD ra sao?

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 về xác định số phân cấp mặt đường bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi thế nào?

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 do Cục Hàng không Việt Nam biên soạn. Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 quy định phương pháp xác định số phân cấp mặt đường (PCN) bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi (HWD) của mặt đường sân bay dân dụng.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 không áp dụng đối với các loại mặt đường có gia cường cốt thép liên tục, mặt đường BTCT ứng suất trước - kéo sau, mặt đường BTCT ứng suất trước - kéo trước do lý thuyết kết cấu và mô hình tính của các loại mặt đường này có sự khác biệt lớn đối với các loại mặt đường truyền thống như mặt đường BTN, mặt đường BTXM, mặt đường BTCT, mặt đường BTN tăng cường trên BTXM, mặt BTXM tăng cường trên BTXM.

Không đo bằng thiết bị HWD khi nhiệt độ không khí lớn hơn 38 °C và nhỏ hơn 10 °C, khi có gió lớn hơn 5 m/s, mặt đường ướt.

Chú thích: Các số liệu khí tượng lấy tại Trạm khí tượng Cảng hàng không, sân bay.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 được áp dụng cho các Cảng hàng không, sân bay dân dụng. Sân bay quân sự khi có khai thác hàng không dân dụng thì phải được xem xét, đánh giá và áp dụng theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016.

Nguyên tắc và trình tự sử dụng dữ liệu HWD để xác định PCN sân bay theo TCVN 11365:2016 như thế nào?

Căn cứ theo Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 quy định nguyên tắc và trình tự sử dụng dữ liệu HWD để xác định PCN sân bay như sau:

- Độ võng mặt đường và phản ứng của đầu đo

+ Sử dụng thiết bị HWD để xác định PCN sân bay

++ Thiết bị HWD dùng để xác định độ võng mặt đường dưới sự tác dụng của tải trọng động (xung lực) mô phỏng cho sự chuyển động của bánh tàu bay. Độ lớn của tải trọng động tác dụng có thể thay đổi tương ứng với tải trọng tới hạn hoặc tải trọng thiết kế của bánh đơn tương đương của tàu bay. Độ võng của mặt đường được ghi lại tại vị trí ngay dưới tấm nén và tại các vị trí điển hình cách tim 300 mm cho tới 1 500 mm hoặc 1 800 mm.

++ Tải trọng động được sinh ra bằng cách thả rơi tự do một khối nặng lên một lò xo cao su như trong Hình 1. Độ lớn của lực xung kích thay đổi bằng cách thay đổi khối lượng quá nặng hoặc chiều cao rơi tương tự như tác động của các bánh trên càng chính tàu bay. Phản ứng của mặt đường được ghi lại bằng việc sử dụng một loạt các đầu đo bố trí hướng tâm vào tấm nén như trình bày trong Hình 2.

++ Dữ liệu độ võng thô ngay dưới tấm nén thể hiện cường độ của cả kết cấu mặt đường. Dữ liệu độ võng thô tại điểm xa nhất thể hiện cường độ của nền. Mặt cắt độ võng hoặc độ cứng mặt đường được xây dựng bởi dữ liệu của toàn bộ các điểm thí nghiệm trong một đoạn sẽ thể hiện rõ cường độ cao thấp của từng vùng.

++ Các đặc trưng vật liệu thu nhận được bằng việc xử lý và phân tích dữ liệu thô HWD qua các phần mềm. Sau khi nhận được các đặc trưng vật liệu như mô đun đàn hồi các lớp kết cấu mặt và móng E, hệ số nền k hoặc CBR phục vụ cho việc thực hiện việc tính toán số PCN sân bay.

+ Độ cứng mặt đường và phản ứng của đầu đo

++ Dữ liệu tải trọng-phản ứng do thiết bị HWD ghi lại ở hiện trường phản ánh cường độ của kết cấu mặt đường. Việc đánh giá sơ bộ độ võng dưới tấm nén và đầu đo xa nhất, đầu D1 và D7 trên Hình 2 tương ứng cho biết độ cứng của mặt đường và nền đường. Thông tin này không chỉ rõ cường độ của từng lớp kết cấu nhưng nó giúp đánh giá nhanh cường độ tổng thể của mặt đường và độ biến thiên tương đối của cường độ trong phạm vi một đoạn mặt đường (đường CHC, đường lăn hoặc sân đỗ). Độ cứng của mặt đường bằng tải trọng chia cho độ võng lớn nhất dưới tấm nén. Mô đun độ cứng xung lực ISM và mô đun độ cứng động DSM được định nghĩa như sau:

l(D)SM = L/d0 (1)

Trong đó:

l(D)SM: mô đun độ cứng xung lực hoặc mô đun độ cứng động (kips/inch).

L: tải trọng tác dụng (kips)

d0: độ võng lớn nhất gây bởi tấm nén (inch)

- Chậu võng

+ Khi tải trọng tác dụng xuống mặt đường như trong Hình 1 các đầu đo trong Hình 2 ghi lại độ võng có dạng hình chậu. Hình 3 thể hiện vùng ảnh hưởng của tải trọng gây ra bởi thiết bị HWD và vị trí tương đối của các đầu đo ghi lại hình dạng chậu võng. Phạm vi chậu võng được sử dụng để thu thập các thông tin về từng lớp trong kết cấu mặt đường.

+ Hình dạng của chậu võng thể hiện phản ứng của mặt đường đối với tải trọng tác dụng. Độ võng mặt đường có giá trị lớn nhất ngay dưới điểm đặt tải và giảm dần tại các điểm xa hơn. Nhìn chung, mặt đường BTN thường võng nhiều hơn mặt đường BTXM dưới tác dụng của cùng một tải trọng. Hình dạng của chậu võng liên quan tới cường độ của từng lớp mặt đường.

- Sử dụng dữ liệu HWD để đánh giá mặt đường sân bay

+ Có nhiều cách sử dụng dữ liệu HWD để tính toán các đặc trưng mặt đường cần thiết để xác định tình trạng mặt đường, khi thực hiện đánh giá mặt đường hiện tại hoặc thiết kế gia cường.

+ Dữ liệu HWD đánh giá các đặc trưng mặt đường như:

++ Xác định mô đun ISM, DSM và chuẩn hóa độ võng.

++ Tính ngược lại mô đun đàn hồi của các lớp mặt đường và nền đường.

++ Lập tương quan với các thông số truyền thống (ví dụ như hệ số CBR, hệ số nền k).

++ Các vết nứt và sự hiệu quả truyền lực của các khe co dãn.

++ Xác định độ hổng tại các góc và khe co dãn của mặt đường BTXM.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11365:2016 hướng dẫn phương pháp xác định số phân cấp mặt đường (PCN) bằng thiết bị đo võng bằng quả nặng thả rơi thế nào? (Hình từ Internet)

Đề cương thí nghiệm khi sử dụng thiết bị đo HWD ra sao?

Căn cứ theo tiểu mục 7.1 Muc 7 TCVN 11365:2016 quy định đề cương khi tiến hành thử nghiệm khi sử dụng thiết bị đo HWD như sau:

- Khi xây dựng đề cương thí nghiệm, đơn vị quản lý sân bay phải quyết định điều kiện hiện tại có đảm bảo cho việc thu thập dữ liệu HWD. Có thể kết hợp xác định chỉ số tình trạng mặt đường PCI để biết tình trạng làm việc của mặt đường. Các hư hỏng nhìn thấy được chỉ có thể cho phép đánh giá gián tiếp tình trạng kết cấu mặt đường. Khi quyết định sử dụng thí nghiệm HWD thì phải xác định số lượng thí nghiệm sẽ được thực hiện. Tổng số lượng thí nghiệm phụ thuộc chủ yếu vào 4 yếu tố:

+ Diện tích mặt đường cần đánh giá.

+ Loại mặt đường.

+ Thời gian khai thác của mặt đường cần đánh giá.

+ Yêu cầu liên quan đến khảo sát trong dự án hoặc khảo sát ở mức đánh giá mạng lưới.

- Mức độ khảo sát cho dự án (Mức Dự án) liên quan đến công tác nghiên cứu được thực hiện để phục vụ cho công tác khôi phục cải tạo hoặc thiết kế xây dựng đối với mặt đường sân bay sẽ cải tạo sửa chữa nâng cấp có diện tích ≥ 5000 m2 hoặc khu vực thường xuyên chịu tải trọng tàu bay (không phụ thuộc diện tích). Mức Dự án còn được áp dụng cho nhu cầu xác định sức chịu tải mặt đường khi xem xét cấp phép cho nhu cầu khai thác loại tàu bay cụ thể chưa được xem xét trước đó.

- Mức độ khảo sát có tính đánh giá mạng lưới (Mức Mạng lưới) nhằm thực hiện và cập nhật các hệ thống chương trình quản lý mặt đường. Mật độ thí nghiệm Mức Dự án thường lớn hơn và chỉ thực hiện cho một vài hạng mục mặt đường. Điều này đối lập với mức độ khảo sát mạng lưới bao gồm tất cả các mặt đường phục vụ việc bay (CHC) và mặt đường phục vụ mặt đất (ĐL, SĐ) hoặc cả hai.

- Mức Mạng lưới áp dụng cho:

+ Mặt đường sân bay mới xây dựng hoặc cải tạo sửa chữa nâng cấp có diện tích ≥ 5000 m2 hoặc khu vực thường xuyên chịu tải trọng tàu bay (không phụ thuộc diện tích);

+ Mặt đường sân bay đang khai thác: thực hiện theo chu kỳ 3 năm/lần đối với mặt đường đang khai thác trong thời gian tuổi thọ theo thiết kế và 1 năm/lần đối với mặt đường đã khai thác quá thời gian tuổi thọ theo thiết kế.