Bài 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG MẶT ĐỜNG THEO CHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI

Bài 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG MẶT ĐƢỜNG THEO
CHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI
1. Cơ sở lý thuyết chung
* Thuật ngữ và định nghĩa:
- Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index): Chỉ số độ gồ ghề
quốc tế IRI là chỉ số được tính trên cơ sở số đo mặt cắt dọc của đường, bằng cách sử dụng
mô phỏng “một phần tư xe” với tốc độ mô phỏng chạy xe 80 km/h. Chỉ số này do Ngân
hàng Thế giới đề xuất năm 1986.
Mô hình “một phần tư xe” xét theo một bánh của xe ô tô thông thường có hai trục,
bốn bánh. Đây là hệ thống động được mô tả
trong hình 2.5. IRI là tỉ số của trị số tích lũy
các chuyển dịch theo phương thẳng đứng (m)
trên đoạn khảo sát và chiều dài đoạn khảo sát đó
(km) theo một tốc độ xe chạy ổn định. Khi đó
chỉ số IRI được xác định:

(1)
trong đó:

Hình 2.5. Mô hình một phần tư xe

L - chiều dài của đoạn khảo sát (m);
V - tốc độ của mô hình một phần tư xe (m/s);

x/V - thời gian mô hình cần để chạy một khoảng cách nhất định x;
dt - thời gian tăng;
zs - chiều cao theo phương thẳng đứng của khối lượng trên nhíp xe (height or vertical
coordinate of the sprung mass);
zu - chiều cao theo phương thẳng đứng của khối lượng không co nhip (height or
vertical coordinate of the unsprung mass).
- Độ bằng phẳng mặt đường theo IRI: Độ bằng phẳng mặt đường được biểu thị theo

IRI. Đơn vị của IRI thường sử dụng là m/km và có giá trị từ 0 đến 20 (m/km). Mặt đường
càng kém bằng phẳng, IRI càng lớn.
1


* Phương pháp đo độ bằng phẳng theo IRI:
- Phương pháp đo gián tiếp: là phương pháp đo không đưa ra trực tiếp giá trị IRI của
toàn bộ tuyến đường. Đây là phương pháp sử dụng loại thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng.
Việc xác định độ bằng phẳng IRI được xác định gián tiếp thông qua phương trình thực
nghiệm được thiết lập trên cơ sở quan hệ giữa giá trị IRI và giá trị độ xóc đo được trên các
đoạn đường ngắn chọn trước gọi là các đoạn định chuẩn.
Loại này bao gồm các loại xe đo có khả năng đo được sự dịch chuyển thẳng đứng
tương đối giữa thân xe và trục bánh xe (độ xóc cộng dồn) trên cơ sở phản ứng với sự
không bằng phẳng của mặt đường khi xe đó có gắn thiết bị chạy dọc trên đường. Các số
liệu được ghi lại trên băng giấy hoặc các file lưu trữ trên máy tính.
Điển hình các loại máy này như: Mays Ride Moter (Mỹ), TRL, Bump Intergrator
(Anh)… Các loại thiết bị này có tốc độ đo cao, nhưng nhược điểm có thang độ đo khác
nhau, thuộc tính động lực khác nhau và không ổn định với thời gian.
- Phương pháp đo trực tiếp: là phương pháp đo đưa ra trực tiếp giá trị IRI của toàn
bộ tuyến đường thí nghiệm. Đây là phương pháp sử dụng loại thiết bị đo mặt cắt. Hiện nay
thường gặp ba phương pháp đo: phương pháp đo cao; phương pháp profiler bề mặt;
phương pháp đo bằng thiết bị đo trắc dọc Dipstick.
Phương pháp profiler bề mặt bao gồm các thiết bị có khả năng đo được tuần tự, liên
tiếp các trị số cao độ mặt cắt dọc của đường với vận tốc cao và có thể thay đổi trong
khoảng từ 30-130km/h, thông qua phần mềm chuyên dụng để xử lý kết quả đo và đưa ra
trực tiếp IRI.
Trong quá trình đo cứ mỗi hành trình 50mm, hệ thống đo được đồng thời được bốn
thông số sau:
- Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo với mặt đường;
- Gia tốc thẳng đứng của đầu đo;

- Thời gian và quãng đường khi hai đầu đo thu nhận giá trị của 2 thông số trên.
Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo với mặt đường được xác định dựa trên nguyên
lý laser, siêu âm hoặc quang học bao gồm cả hai thông số là hình dạng mặt cắt dọc bề mặt
đường và chuyển dịch thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi xe chạy trên mặt đường
không bằng phẳng. Bộ phận đo gia tốc thẳng đứng có tác dụng loại trừ ảnh hưởng chuyển
2


động thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi chạy.
2. Đo chỉ số IRI bằng thiết bị Walking Profile
2.1. Tính năng của thiết bị
- Walking Profile G2 là thiết bị thu thập một cách chính xác thông tin về mức độ gồ
ghề của mặt đường (thông qua chỉ số IRI). Các thông tin thu thập được dùng để đánh giá
về tình trạng cũng như chất lượng của mặt đường như thế nào.
- Walking Profile G2 có một bộ điều khiển kèm theo có thể giúp người sử dụng hiệu
chuẩn được thiết bị, thiết lập khảo sát và có thể xem cũng như xử lý được các file dữ liệu
khảo sát.
2.2. Cấu tạo của thiết bị
Các bộ phận của thiết bị
+ Hộp ghi dữ liệu khảo sát;
+ Đầu đo (Sensor);
+ Thiết bị di chuyển và cung cấp điện;
+ Phần mềm xử lý số liệu.

Hình 1.1. Thiết bị Walking Profile G2
3


2.3. Trình tự các bƣớc vận hành thiết bị
Bƣớc 1: Lắp đặt thiết bị

Lắp đặt các bộ phận của thiết bị, kiểm tra đường kết nối giữa bảng điều khiển với
máy.
Bƣớc 2: Đƣa máy về vị trí khóa
Trước khi tiến hành khảo sát và di chuyển thiết bị, luôn luôn đưa thiết bị về vị trí
khóa (Máy không di chuyển khi đẩy).
Bƣớc 3: Chuẩn bị trƣớc khi khảo sát
- Trước khi bắt đầu khảo sát bật máy lên và để máy hoạt động ít nhất 20 phút để máy
ổn định nhiệt độ với môi trường. Trong thời gian này có thể tiến hành kiểm tra bằng tay
phần đế chân đo, loại bỏ các hạt sạn bám (nếu có).
- Đoạn đường khảo sau cần phải làm sạch, bằng phẳng. Có thể dùng chổi để quét
sạch các hạt sạn để nâng cao độ chính xác của kết quả đo.
Bƣớc 4: Hiệu chỉnh thiết bị trƣớc khi khảo sát
Đầu đo gia tốc và các bộ phận điện tử cần phải được hiệu chỉnh trước khi khảo sát để
bù ảnh hưởng của môi trường tại nơi khảo sát, đặc biệt là ảnh hưởng của nhiệt độ.
Thao tác hiệu chỉnh:
- Tháo chân đo ra khỏi máy (không tháo cáp điện) và đặt lên bề mặt đường. Chiều
mũi tên trên chân đo hướng về phía trước. Đánh dấu vị trí của phần chân đo trên mặt
đường. Trên bộ điều khiển chọn Calibrate  Offset . Bấm OK và đợi máy hiệu chỉnh. Sau
tiếng “bíp” thực hiện tiếp.
- Quay chân đo 180o, chiều mũi tên trên chân đo ngược hướng ban đầu và đặt chân
đo đúng vào vị trí ban đầu. Bấm OK và đợi máy hiệu chỉnh. Sau tiếng “bíp” máy sẽ hiển
thị giá trị Offset cũ và mới. Nếu 2 giá trị Offset cũ và mới lệch nhau không quá 0,5 mm thì
kết quả hiệu chỉnh chấp nhận được. Ấn OK để lưu lại kết quả hiệu chỉnh. Nếu giá trị lệch
nhau quá lớn thì ấn ESC để hủy bỏ và tiến hành hiệu chỉnh lại.
4


- Lắp phần chân đo trở lại khung máy.
Bƣớc 5: Thiết lập file khảo sát
Bấm Survey để thiết lập file khảo sát.

- Chọn Quick nếu muốn tạo nhanh một file khảo sát.
- Chọn Detail cho phép đặt tên file khảo sát và tên người thực hiện.
- Bấm Enter để bắt đầu tiến hành khảo sát.
Bƣớc 6: Tiến hành khảo sát
Bước 6.1. Đánh dấu điểm xuất phát.

Bước 6.2. Đưa thiết bị vào vị trí xuất phát

5


Bước 6.3. Tiến hành khảo sát

6


Bước 6.4. Kết thúc khảo sát.

Sau khi khảo sát xong:
+ Phải vệ sinh thiết bị.
+ Chân đo phải được tháo ra khỏi thiết bị, lau sạch và cất vào hộp.
2.4. Trình tự các bƣớc thực hiện thu thập và xử lý kết quả
2.4.1. Chuẩn bị
- Các công cụ cần thiết để xử lý kết quả:
+ Máy vi tính.
+ Bộ đĩa cài phần mềm Footworks (đĩa này đi kèm thiết bị).
+ Bộ điểu khiển của thiết bị.
+ Cáp nối máy tính với thiết bị.
7

- Trước khi tiến hành thu thập và xử lí cần cài đặt phần mềm vào máy vi tính. Để
phần mềm có thể hoạt động bình thường cần chỉnh định dạng ngày tháng trong máy tính
như sau:
+ USA: MM/DD/YYYY
+ Other USA: YYYY/MM/DD
- Sau khi cài đặt xong phần mềm có thể update phiên bản mới nhất của phần mềm
này qua Internet.
2.4.2. Thu thập và xử lý kết quả
- Nối hộp điều khiển của thiết bị với máy vi tính bằng cáp.
- Bật phần mềm Footworks. Giao diện của phần mềm khi mới bật.

Hình 1.2. Giao diện phần mềm Footworks
Việc xử lý kết quả sẽ thực hiện trên 3 cửa sổ: Filing Cabinet; Report Manager và
Append Manager.

8


Hình 1.3. Các nút trên thanh công cụ
Phần mềm Footworks cho phép ghép nối các đoạn đo IRI với nhau và xuất được kết
quả đo cũng như đồ thị đo IRI.
2.5. Công tác an toàn, bảo dƣỡng thiết bị
- Thiết bị phải để nơi khô thoáng.
- Giữ cho chân cắm và ổ cắm của thiết bị và các dây cáp kết nối luôn khô ráo để thiết
bị sử dụng bình thường, không xảy ra cháy nổ, chập điện.
- Khi sạc thiết bị phải dùng với bộ sạc đi kèm, không dùng thiết bị khác thay thế để
tránh trường hợp cháy nổ.
- Khi vận chuyển, tháo lắp nên có từ 2 người trở lên.
- Đầu đo của thiết bị khi không sử dụng phải cất vào hộp, tránh va đập mạnh vào đầu

đo làm đầu đo bị hỏng hoặc đo không chính xác.
- Trong quá trình sử dụng:
+ Không sử dụng thiết bị ở những đoạn đường trơn trượt hoặc quá gồ ghề.
+ Khi lắp đầu đo vào máy không được cầm trực tiếp vào bộ phận đo mà phải cầm 2
bên đầu.

9


+ Trước khi di chuyển thiết bị luôn nhớ đưa thiết bị về vị trí khóa. Ngả thiết bị về
phía sau để bánh xe đo không tiếp xúc với mặt đường. Di chuyển thiết bị trên 2 bánh xe
phía sau (Xem hình).
+ Khi sử dụng thiết bị nếu thấy có dấu hiệu bất thường thì phải tắt thiết bị ngay và
tiến hành kiểm tra.
+ Khi tiến hành khảo sát phải di chuyển thiết bị với tốc độ chậm (không nên quá
0,6m/s).
3. Đo chỉ số độ gồ ghề quốc tế bằng thiết bị Hawkeye 1000
3.1. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm:
- Thiết bị đo IRI: Hawkeyes Duo 1000. Đây là một trong các thiết bị khảo sát đường
cao tốc hiện đại nhất ở Việt Nam. Hệ thống này tự động thu thập các dữ liệu khảo sát từ đó
đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đường cao tốc và các thông tin về đường cao tốc.
Hawkeye 1000 DUO thao tác đơn giản, nhanh chóng, tốc độ khảo sát lớn (tới 100km/h) và
quan trọng là không phải cấm đường hay phân luồn phương tiện khi khảo sát.
- Xe ô tô chuyên dụng;
*Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Tốc độ cho phép thực hiện phép đo: 5-100km/h.
- Thiết bị đo khoảng cách DMI kết hợp GPS.
- Cho phép đo chỉ số gồ ghề quốc tế IRI, độ nhám mặt đường vi mô SMTD, độ nhám
vĩ mô MPD (Đủ khả năng tới 1mm đoạn chia lấy mẫu cho cấu tạo bề mặt vĩ mô MPD),
trắc dọc của đường.

- Cứ 25mm thì đầu đo laser và đầu đo gia tốc đọc và ghi lại kết quả.
- Thiết bị hỗ trợ camera chuyên dụng cho phép chụp lại hình ảnh xác định vị trí các
đoạn chia khoảng cách được thiết đặt.

10


Hình 1.4. Xe khảo sát mặt đường có gắn thiêt bị Hawkeye DUO 1000
3.2. Trình tự tiến hành thí nghiệm:
3.2.1. Hiệu chỉnh thiết bị:
- Lắp đặt thiết bị Hawkeye vào xe chuyên dụng. Yêu cầu đỗ xe tại vị trí nhẵn, bằng
phẳng. Kiểm tra các kết nối thiết bị với máy tính, kiểm tra các Laser và đầu đo gia tốc đảm
bảo vẫn hoạt động tốt.
- Hiệu chuẩn độ nhạy laser, đầu đo gia tốc và tiến hành kiểm tra độ nhún (bounce
test) của thiết bị và đảm bảo IRI nằm trong phạm vi cho phép: Still vehicle phase IRI ≤0.1
và Bounce phase IRI ≤0.2.
- Sau đó tiến hành hiệu chuẩn thiết bị đo khoảng cách DMI bằng cách chọn 1 đoạn
100m định chuẩn và đảm bảo số xung đạt trị số 0.222m/xung theo yêu cầu.
3.2.2. Thực hiện khảo sát đo IRI:
3.2.2.1. Lên kế hoạch cho một cuộc khảo sát:
- Địa điểm, quãng đường khảo sát, các điểm mốc đánh dấu.
- Thiết lập tốc độ tối đa và tối thiểu cho xe khảo sát: Vmax = 110Km/h , Vmin =
30Km/h;
3.2.2.2. Bắt đầu khảo sát:
Thiết bị Hawkeyes đã được bật sẵn và kết nối với máy tính chuyên dụng đã cài phần
mềm thu thập và xử lý số liệu. Trên giao diện máy tính xuất hiện các module phần mềm để
thu thập số liệu khảo sát thực tế.
11

Để bắt đầu khảo sát kích vào nút Start ở mục Survey Control View, các module bắt
đầu thu thập số liệu.
3.2.2.3. Lựa chọn Lead in và Lead out:
Để đảm bảo xe khảo sát đạt tốc độ yêu cầu khi bắt đầu khảo sát và kết thúc khảo sát
cần phải có những đoạn Lead in và Lead out để số liệu thu thập được chính xác.
- Lead in: Đoạn đường xe khảo sát tăng tốc độ đến tốc độ yêu cầu trước khi vào điểm
mốc đầu tiên.
- Lead out: Đoạn đường xe khảo sát giảm tốc độ từ điểm mốc cuối cùng đến khi xe
dừng lại.
Lead in và Lead out nên chọn khoảng 100m.
3.2.2.4.Khi kết thúc khảo sát:
Kích vào nút Stop trong mục Survey Control View, người khảo sát có thể ghi nhận
xét quá trình khảo sát thu thập số liệu.
Copy dữ liệu khảo sát từ máy chủ Hawkeyes sang máy tính đã cài phầm mềm chuyên
dụng phân tích và xử lý số liệu.
Tắt hết tất cả thiết bị và đỗ xe nơi khô ráo, thoáng mát.
3.3. Lưu ý khi khảo sát
Trong quá trình tiến hành khảo sát mặt đường cần lưu ý những vấn đề sau:
- Yêu cầu xe khảo sát đi đúng làn đường cần kiểm tra, nếu có thay đổi làn khi vượt xe thì
phải chú thích rõ ràng.
- Đánh dấu các điểm mốc khi khảo sát. Việc đánh dấu điểm mốc rất quan trọng trong quá
trình khảo sát, tác dụng chia nhỏ đoạn tuyến khảo sát để kết quả được chính xác hơn, và
các điểm mốc thường là vật cố định trên đường như cọc tiêu, biển báo, cầu hoặc đường
mới…
- Để đảm bảo kết quả chính xác yêu cầu người khảo sát phải quan sát các yếu tố trực tiếp
và gián tiếp ảnh hưởng đến kết quả khảo sát. Trong giao diện phần mềm thu thập có thiết
lập sẵn các chú thích như: Khi vào cầu, ổ gà, gờ giảm tốc, đoạn đường thi công, đoạn
đường dính nước mưa…Các ghi chú này giúp người khảo sát giải thích được các kết quả
bất thường trong quá trình phân tích dữ liệu sau này.
12

3.3. Phân tích và xử lý số liệu:
- Dữ liệu khảo sát được copy vào máy tính đã trang bị Phần mềm Hawkeyes Toolkit dùng
để phân tích và xử lý số liệu.
- Vấn đề được quan tâm nhất đó chính là mặt cắt dọc tuyến, chỉ số gồ ghề IRI, độ nhám
bề mặt vi mô SMTD, độ nhám vĩ mô MPD.
- Phần mềm Hawkeyes Toolkit sẽ tự động xử lý số liệu thu thập và xuất kết quả dưới dạng
Excel, PDF…, ghi chú những giá trị IRI bất thường mà trong quá trình khảo sát gặp phải.
- Một cách khác là dựa vào hình ảnh thu thập qua hệ thống camera để đánh giá chung tình
trạng mặt đường, kiểm tra lại tài sản trên đường như cọc tiêu, biển báo…..
3.4. Báo cáo kết quả:
3.4.1. Báo cáo theo dạng bảng sau:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN
TẢI
UNIVERSITY OF TRANSPORT TECHNOLOGY
LAS

PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

xd72

LABORATORY FOR TRANSPORT CONSTRUCTION
ĐC: 54 Triều khúc-Thanh Xuân-Hà Nội; Tel:
04.35220748; Fax: 04.38547695

Số - No:

/2014/LAS-XD 72
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐO IRI

REPORT ON TESTING RESULT IRI

1. Đơn vị yêu cầu - Client:
2. Công trình - Project:
3. Ngày thí nghiệm - Date tested:
4. Lý trình - Station
5. Kết quả thí nghiệm - Test result:
Khoảng cách/
Chainage (km)

IRI

IRI

IRI

IRI

Tốc độ/

Ghi

Phải/

Trái/

Trung

Làn/

Speed

chú/

IRI

IRI

bình/

IRI

(km/h)

Note

13


Right

Left

IRI

Lane

Avg

IRI Trung bình của tuyến:

-

Ghi chú - Note: Kết quả chỉ có giá trị trên đoạn thử nghiệm / The results are only valid for
tested length of road
Người thí nghiệm/ Tester by
Người kiểm tra/ Checker
TRƢỜNG ĐH
ĐƠN VỊ YÊU CẦU
(Client)

TƢ VẤN GIÁM

PHÒNG THÍ

SÁT

NGHIỆM

(Consultant)

(Laboratory)

CÔNG NGHỆ
GTVT
(University of
Transport
Techlonogy)

14

3.4.2. Đánh giá kết quả
Phân cấp chất lượng độ bằng phẳng theo IRI của đường đang khai thác
Tình trạng mặt đường
Loại mặt đường

Cấp đường

Cấp cao A1: Bê tông Đường

Tốt

Trung
bình

Kém

Rất kém

cao

nhựa chặt, bê tông xi tốc cấp 120,
măng đổ tại chỗ

cấp

100

và IRI<2

2IRI<4

4IRI<6

6IRI<8

IRI<3

3IRI<5

5IRI<7

7IRI<9

cấp 40 và cấp IRI<4

4IRI<6

6IRI<8

8IRI<10

IRI<4

4IRI<6

6IRI<8

8IRI<10

IRI<5

5IRI<7

7IRI<9

9IRI<11

IRI<6

6IRI<9

9IRI<12

12IRI<15

cấp 80, đường
ô tô cấp 80
Đường

cao

tốc

60,

cấp

đường ôtô cấp

60
Đường ô tô

20
Cấp cao A2: Bê tông Đường

ôtô

nhựa rải nguội, rải ấm, cấp 60
thấm nhập nhựa, đá Đường ô tô
dăm nước láng nhưa, cấp 40 và cấp
cấp phối đá

20

dăm láng nhựa.
Cấp thấp B1: Đường Đường ô tô
đá dăm nước có lớp cấp 40 và cấp
bảo vệ rời rạc, đá dăm 20
gia cố chất kết dính vô
cơ có láng nhựa
Cấp thấp B2: Đường Đường ô tô IRI<8
15

8IRI<12 12IRI<16

16IRI<20


đất cải thiện đường đất cấp 40 và cấp

gia cố chất kết dính vô 20
cơ hoặc hữu cơ có lớp
hao mòn và bảo vệ

16


Bài 2. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC KHÁNG TRƢỢT CỦA MẶT ĐƢỜNG
BẰNG CON LẮC KIỂU ANH
1. Tính năng của thiết bị
- Sử dụng thiết bị con lắc kiểu Anh để xác định sức kháng trượt (SRT – Skid
Resistance Tester) của mặt đường phụ thuộc vào cấu trúc vi mô của bề mặt áo đường.
- Thiết bị mô phỏng sức kháng trượt giữa bánh xe ô tô và mặt đường tương ứng với
điều kiện xe chạy trên đường ẩm ướt với tốc độ 50 km/h.
2. Nguyên lý làm việc và cấu tạo của thiết bị
2.1. Nguyên lý làm việc
- Khi đặt con lắc ở một độ cao H nhất định con lắc sẽ có thế năng ban đầu có giá trị
P = m.g.H, khi con lắc dao động và tiếp xúc với mặt đường do xuất hiện lực ma sát nên
một phần năng lượng dao động sẽ bị chuyển hóa làm cho con lắc chỉ văng lên đến độ cao
h. Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có:
m.g.h  Ams  m.g.H  m.g.h  .N .L  m.g.H

Suy ra:



m.g.( H  h)
N .L

SRT =  .100%

- Trong đó:
+ m là khối lượng con lắc, (kg);
+ g là gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2;
+ H,h lần lượt là chiều cao ban đầu và chiều cao văng của con lắc, (m);
+  là hệ số ma sát của mặt trượt;
+Ams là công của lực ma sát, (J);
+ N là áp lực trung bình của con lắc xuống mặt trượt, (KN);
+ L là chiều dài vệt trượt của con lắc trên mặt trượt, (m).
17


2.2. Nguyên lý cấu tạo của thiết bị
Thiết bị đo sức kháng trượt của mặt đường nặng khoảng 12-14 kg. Các bộ phận
chính của thiết bị bao gồm:
- Giá đỡ: Giá đỡ ba chân có bọt thủy tròn và 3 ốc điều chỉnh để đảm bảo trục thẳng
đứng của thiết bị trùng với trục thẳng đứng của dây dọi. Trên bộ giá này còn có các núm A,
B, C, E:
+ Núm A ở phía sau trục quay của con lắc, có tác dụng cố định tâm quay của con
lắc ở một vị trí thích hợp.
+ Núm B có tác dụng điều chỉnh con lắc lên xuống qua đó điều chỉnh chiều dài
trượt của con lắc trên bề mặt kiểm tra.
+ Núm C có tác dụng hãm giữ con lắc ở một chiều cao rơi xác định.
+ Núm E ở đầu phía tâm quay của con lắc, có tác dụng hiệu chỉnh ma sát của kim
quay.

Hình 2.1. Con lắc Anh
- Con lắc: Con lắc có gắn tấm trượt nặng 1500 ± 30 gram. Con lắc có phần đối trọng
có thể điều chỉnh được để giữ thăng bằng cho con lắc theo cả hai phương. Khoảng cách từ
tâm dao động tới trọng tâm con lắc là 411 ± 5 mm. Hệ thống lò xo và đòn bẩy của con lắc
18

sẽ cho 1 tải trọng trượt chuẩn trung bình 2500 ± 100 gram, tác động lên tấm trượt có bề
rộng 76 mm và truyền xuống bề mặt thử nghiệm.
- Tấm trƣợt: Tấm trượt bằng nhôm phía dưới có gắn tấm cao su kích thước 6x25x76
mm. Hợp chất cao su phải là cao su tự nhiên hoặc cao su có tổng hợp có các đặc trưng cơ
học như sau:
Nhiệt độ (ToC)

0

10

20

30

40

Cường độ chống va đập UPKE (%)

42

56

61

64

66

Tiêu chuẩn BS 903 - A8

-47

-62

-68

-71

-73

Độ cứng SHORE (A hoặc B)

50 - 60

Tiêu chuẩn BS 903 - A7
- Các thiết bị kèm theo gồm có:
+ Chổi lông, bàn chải;
+ Nhiệt kế có thang chia đến 400C;
+ Bình phun nước, can chứa nước;
+ Thước dẹt để đo chiều dài đường trượt.

19


Hình 2.2. Cấu tạo thiết bị con lắc

Hình 2.3. Tấm trượt gắn đế cao su

Hình 2.4. Thước dẹt đo chiều dài vệt trượt

3. Thí nghiệm xác định sức kháng trƣợt của mặt đƣờng bằng con lắc Anh
3.1. Chuẩn bị thí nghiệm
- Tiến hành thị sát mặt đường cần thí nghiệm, chia mặt đường thành những đoạn
đồng nhất về tình trạng độ nhám mặt đường và thời gian khai thác.

20


- Vị trí thử nghiệm: Trên mặt đường tại vệt xe chạy. Tại các vị trí đo phải làm sạch
mặt đường, nếu cần có thể dùng nước để rửa mặt đường.
3.2. Tiến hành thí nghiệm
Bƣớc 1: Lắp thiết bị
- Lắp các bộ phận của thiết bị sao cho con lắc có thể dao động tự do mà không chạm
xuống nền hay chạm phải các bộ phận của chân và giá đỡ.
- Đưa con lắc lên vị trí nằm ngang và khóa lại bằng núm C. Bấm núm C để kiểm tra
xem con lắc khi rơi có êm hay không, nếu không phải kiểm tra lại thiết bị, bôi trơn lại khóa
hãm.
Bƣớc 1.1. Hiệu chỉnh thiết bị về "0"
Mục đích của bước này là để kiểm tra giá trị đọc của kim trên bảng khắc độ khi con
lắc rơi tự do có đúng vạch "0" hay không. Công tác này được thực hiện vài lần trong quá
trình thí nghiệm để kiểm tra độ ổn định đọc giá trị của thiết bị. Thao tác đưa thiết bị về "0"
như sau:
- Điều chỉnh sự cân bằng của thiết bị thông qua bọt thủy tròn và 3 con ốc điều chỉnh
của giá đỡ.
- Gạt kim về vị trí thẳng đứng, tiến hành thả cho con lắc rơi tự do (Khi con lắc ở chu
kỳ chuyển động về phải dùng tay giữ lấy con lắc).
- Quan sát kim trên bảng khắc độ đo có chỉ vạch "0" hay không. Nếu chỉ vạch "0" thì

thao tác hiệu chỉnh hoàn thành. Trường hợp nếu chưa chỉ vạch "0" thì dùng núm hãm E nới
lỏng hoặc vặn chặt lại. Sau đó tiến hành hiệu chỉnh lại đến khi đạt.
Bƣớc 1.2. Hiệu chỉnh chiều dài đường trượt
Thao tác này phải được thực hiện tại mỗi điểm thí nghiệm. Trình tự tiến hành như
sau:

21


- Dùng núm B phía trên thiết bị để hạ con lắc xuống, đồng thời kéo tay nâng của con
lắc để đưa con lắc sang bên trái sao cho tấm cao su tiếp xúc vừa chạm với mặt phẳng trượt.
Sau đó dùng núm hãm A vặn chặt lại để cố định tâm quay của con lắc.
- Sau đó kéo tay nâng đưa con lắc sang bên phải và hạ con lắc xuống cho đến khi
cạnh tấm cao su chạm vào mặt phẳng trượt. Nếu chiều dài này nằm trong trong khoảng
124.5 - 127 mm thì công tác hiệu chỉnh hoàn thành. Trường hợp chiều dài đường trượt
không nằm trong khoảng cho phép thì phải chỉnh lại chiều cao của con lắc và tiến hành
hiệu chỉnh lại cho đến khi đạt.
Bƣớc 2. Tiến hành thí nghiệm đo sức kháng trƣợt SRT
- Dùng chổi lông, bàn chải làm sạch mặt đường tại vị trí cần thí nghiệm.
- Tưới nước sạch tại vị trí đo để tạo điều kiện thí nghiệm giống với điều kiện làm
việc của xe khi mặt đường ẩm ướt, đo nhiệt độ của mặt đường.
- Đặt thiết bị vào vị trí thí nghiệm tiến hành thao tác đưa về vị trí "0".
- Nâng con lắc về phía bên phải để con lắc mắc vào khóa C. Gạt kim về vị trí thẳng
đứng theo phương dây rọi. Tiến hành ấn núm C mở khóa để con lắc rơi tự do. Khi con lắc
quay trở về phải dùng tay đỡ con lắc lại tránh không cho ở tấm trượt va quệt lại với mặt
đường làm hỏng miếng đệm cao su.
- Ghi lại giá trị sức kháng trượt (SRT) mà kim đọc chỉ trên thang chia độ.
- Tiến hành đo tại 1 vị trí là 5 lần, lấy kết quả trung bình.
Bƣớc 3. Xử lý số liệu
- Giá trị sức kháng trượt trung bình tại điểm đo:

SRTiTB 

SRT1i  SRT2i  SRT3i  SRT4i  SRT5i
5

- Giá trị sức kháng trượt trung bình của đoạn đo:

22


n

SRTTB 

 SRT

TB

i

i 1

n

- Giá trị sức kháng trượt trung bình của đoạn đo sau khi đã hiệu chỉnh:
SRT = SRTTB - SRT(0) – SRT(200

23

4. Đánh giá sức kháng trƣợt bề mặt
- Giá trị độ nhám tối thiểu cho phép của mặt đường (SRT) đo bằng thiết bị con lắc.
Cấp loại

Vị trí và loại đƣờng

Trị số SRT nhỏ
nhất

Tại các nơi địa hình khó khăn:
- Đường vòng, quanh co;
- Đường cong bằng có bán kính <150m mà không hạn
A
(V≥95km/h)

chế tốc độ;
- Đoạn đường có độ dốc dọc >5%, chiều dài dốc

65

>100m;
- Đoạn gần đèn chỉ huy giao thông mà không yêu cầu
hạn chế tốc độ;
B
(V≥95km/h)
C

- Đường cao tốc;
- Đường trục chính, đường cấp 1 và đường có lưu lượng

55

>2000xe/ngày
Các đường khác còn lại

45

24


Bài 3. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI ĐỘNG CỦA NỀN,
MẶT ĐƢỜNG
1. Cơ sở lý thuyết chung
Áo đường được xem là đủ cường độ nếu như dưới tác dụng của tải trọng trùng phục
do xe chạy trong suốt thời hạn đã định nó vẫn giữ tính toàn khối và độ bằng phẳng của bề
mặt tầng phủ. Cường độ mặt đường mềm sẽ bị phá hoại theo các điều kiện: Phát sinh các
biến dạng dư khi xảy ra phá hoại sự cân bằng giới hạn về trượt trong nền đất và các lớp vật
liệu kém dính kết của áo đường (Như cát , sỏi , . . . ) Phát sinh ứng suất kéo khi vượt quá
giới hạn bền gây ra các vết nứt trong các lớp toàn khối của áo đường ( Như bê tông nhựa ,
đất , đá giá cố chất liên kết vô cơ, . . .)Các điều kiện về trạng thái giới hạn đó đều có liên
quan với độ võng đàn hồi dưới tải trọng. Đây là một đại lượng mà qua nhiều nghiên cứu,
đặc trưng cho cường độ của áo đường mềm. Vì thế qui trình thiết kế áo đường mềm
22TCN 211-06 hiện đang áp dụng phương pháp tính toán áo đường dựa theo ba tiêu chuẩn
về trạng thái giới hạn: Độ võng đàn hồi (hay mô đun đàn hồi) của áo đường dưới tải trọng ,
sức chịu uốn của các lớp toàn khối và sức chống trượt của đất nền và các lớp vật liệu kém
dính kết .
Khảo sát cường độ mặt đường hiện tại có hai phương pháp, đó là phương pháp sử
dung “Benkelman Beam Deflection Test” và phương pháp “Falling Weight Deflectometer
(FWD) test”. Trong đó phương pháp FWD có ưu điểm là tính được mô đun đàn hổi của kết

cấu áo đường dưới tải trọng động sát với mô hình chuyển động dòng giao thông trên
đường. Bằng việc thay đổi tải trọng rơi cũng như tần suất rơi, FWD có thể mô phỏng gần
đúng các dạng tác dụng của tải trọng bánh xe trên mặt đường. Mô đun kháng đo được phản
ánh sát hơn điều kiện làm thực của mặt đường hơn là các giá trị mô đun đàn hồi trong tiêu
chuẩn Việt Nam. Mặt đường chủ yếu chịu tải trọng động, trùng phục và thời gian ngắn.
Trong đó phương pháp đo mô đun đàn hồi động bằng thiết bị FWD Light đã thể
hiện nhiều ưu điêm nổi trội so với thiết bị FWD thông thường trong điều kiện Việt Nam.
Thiết bị này với ưu điểm là nhỏ gọn và nhẹ cho phép xác định mô đun đàn hồi động dễ
dàng và nhanh chóng. Ngoài ra, thiết bị này còn cho phép đo tại những không gian hẹp trên
25