Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN<br /> PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY<br /> Ở VIỆT NAM<br /> <br /> Chuyên ngành: Xây dựng đường ôtô và đường thành phố<br /> Mã ngành: 62.58.02.05<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT<br /> <br /> HÀ NỘI, 2018<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> GS. TS Phạm Huy Khang<br /> GS. TS Vũ Đình Phụng<br /> Phản biện 1:<br /> Phản biện 2:<br /> Phản biện 3:<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sỹ cấp<br /> trường, họp tại Trường đại học Giao thông vận tải.<br /> Vào hồi........giờ........ngày.........tháng........năm 2018<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia<br /> - Thư viện Trường đại học Giao thông vận tải<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Việc sử dụng kết cấu mặt đường bê tông nhựa (BTN) đang là một xu thế<br /> trên thế giới và Việt Nam với những ưu điểm trong việc sử dụng nguồn vật<br /> liệu, thời gian thi công nhanh, giá thành rẻ và thuận lợi cho công tác duy tu bảo<br /> dưỡng, sửa chữa và nâng cấp. Việc nghiên cứu lựa chọn phương pháp thiết kế<br /> mặt đường mềm sân bay phù hợp với điều kiện khai thác thực tế tại các cảng<br /> hàng không, sân bay ở nước ta là rất cần thiết nhưng hiện nay chưa có sự đầu tư<br /> nghiên cứu tương xứng, tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 được ban hành trên cơ<br /> sở biên dịch từ tiêu chuẩn CHИП của Nga vẫn còn một số tồn tại. Do đó, việc<br /> nghiên cứu góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015 áp dụng<br /> trong giai đoạn trước mắt và đề xuất thêm phương pháp thiết kế mới đảm bảo<br /> khai thác các dòng tàu bay thương mại có tần suất, tải trọng lớn đang được các<br /> Hãng hàng không khai thác tại các cảng hàng không, sân bay trong nước là vấn<br /> đề có ý nghĩa khoa học, có tính thời sự và cấp thiết hiện nay.<br /> 2. Phạm vi nghiên cứu<br /> Nghiên cứu các phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay trên thế<br /> giới và Việt Nam. Khảo sát hiện trạng kết cấu, điều kiện khai thác tại các sân bay;<br /> Ứng dụng phần mềm Abaqus tính ứng suất, biến dạng hệ kết cấu nhiều<br /> lớp của mặt đường mềm sân bay và tính toán chiều dày các lớp kết cấu.<br /> Nghiên cứu góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 và định<br /> hướng áp dụng tiêu chuẩn AC 150/5320-6 (2016) tại Việt Nam.<br /> 3. Cấu trúc của luận án<br /> Gồm có mở đầu, 4 chương, phần kết luận và kiến nghị, danh mục các<br /> công trình của tác giả đã công bố, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục<br /> 4. Những đóng góp mới của đề tài<br /> - Xây dựng mô hình tính ứng suất, biến dạng, ứng dụng phần mềm<br /> Abaqus tính ứng suất, biến dạng và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến ứng<br /> suất, biến dạng của hệ kết cấu nhiều lớp mặt đường mềm sân bay;<br /> - Xây dựng toán đồ xác định chiều sâu ảnh hưởng của tải trọng, các công<br /> thức hồi quy tính toán độ võng tương đối khi tải trọng vượt ngoài các toán đồ,<br /> xây dựng thuật toán và viết phần mềm thiết kế góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn<br /> TCVN 10907:2015;<br /> - Ứng dụng phần mềm Abaqus tính toán chiều dày các lớp kết cấu mặt<br /> đường mềm sân bay;<br /> - Nghiên cứu định hướng áp dụng tiêu chuẩn AC 150/5320-6 (2016) để<br /> thiết kế và đánh giá tuổi thọ kết cấu mặt đường sân bay tại Việt Nam.<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, lần đầu tiên có sự nghiên cứu<br /> tổng quan các phương pháp thiết kế, ảnh hưởng của tải trọng tàu bay, vật liệu,<br /> nền đất, hoạt động khai thác,... đến điều kiện làm việc của mặt đường mềm sân<br /> bay, xem xét những hạn chế của tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015, kết quả<br /> nghiên cứu góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế để áp dụng trong giai đoạn<br /> <br /> 2<br /> <br /> trước mắt, về lâu dài khi có đủ những nghiên cứu, đánh giá, kiến nghị áp dụng<br /> tiêu chuẩn AC 150/5320-6 (2016) khi thiết kế và đánh giá tuổi thọ kết cấu mặt<br /> đường tại các cảng hàng không, sân bay đáp ứng yêu cầu thực tế khai thác và<br /> quản lý cơ sở hạ tầng tại cảng hàng không, sân bay của nước ta.<br /> Luận án là tài liệu tham khảo rất hữu ích cho các nhà quản lý, khai thác,<br /> thiết kế cảng hàng không, sân bay ở nước ta.<br /> Chương 1<br /> TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ<br /> MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY<br /> 1.1. Tổng quan mặt đường mềm sân bay<br /> 1.1.1. Tổng quan về mặt đường sân bay<br /> Kết cấu mặt đường sân bay được thiết kế và xây dựng đủ cường độ chịu<br /> được tác động của tải trọng tàu bay, đảm bảo độ ổn định, êm thuận, chịu được<br /> lực cắt xoay trượt, với điều kiện thời tiết bất lợi, không bị nứt vỡ hoặc không bị<br /> bong bật cốt liệu do tác động cánh quạt và khí phụt của động cơ tàu bay.<br /> 1.1.2. Cấu tạo chung mặt đường mềm sân bay<br /> Mặt đường mềm sân bay là một kết cấu nhiều lớp, vật liệu có cường độ và<br /> độ bền giảm dần từ trên xuống dưới theo chiều sâu tác dụng của tải trọng.<br /> <br /> Hình 1.1. Cấu tạo mặt đường mềm sân bay [65]<br /> 1.1.3. Các yêu cầu đối với mặt đường mềm sân bay<br /> Mặt đường đảm bảo chịu được tác dụng của tải trọng của tàu bay, bền, ổn<br /> định, độ bằng phẳng, độ nhám cao và sự toàn vẹn trong mọi điều kiện thời tiết.<br /> 1.1.4. Quy định về sức chịu tải kết cấu mặt đường<br /> Sức chịu tải của kết cấu mặt đường sân bay được xác định theo chỉ số<br /> phân cấp kết cấu PCN (Pavement Classification Number) phụ thuộc vào CBR<br /> của nền đất.<br /> Tải trọng tàu bay và sức chịu tải của nền đất ảnh hưởng rất lớn đến chỉ số<br /> ACN (Aircraft Classification Number) của tàu bay, khi thiết kế kết cấu mặt<br /> đường yêu cầu PCN phải lớn hơn giá trị ACN, chỉ số ACN của tàu bay phụ<br /> thuộc vào các cấp chịu lực của nền đất tính theo CBR như hình 1.2.<br /> Nhận xét: Khi khai thác các loại tầu bay B777, B787, A350, yêu cầu sức<br /> chịu tải (PCN) của kết cấu mặt đường là lớn nhất và thường sẽ là các loại tàu<br /> bay được sử dụng để tính toán chiều dày kết cấu mặt đường.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Hình 1.2a. Mối quan hệ giữa sức chịu tải của nền đất với<br /> ACN yêu cầu của tàu bay Boeing [36]-[41].<br /> <br /> Hình 1.2b. Mối quan hệ giữa sức chịu tải của nền đất với<br /> ACN yêu cầu của tàu bay Airbus [30]-[34].<br /> 1.1.5. Điều kiện khai thác tại các Cảng hàng không (CHK) ở nước ta<br /> 1.1.5.3. Điều kiện khai thác thực tế<br /> Từ năm 2010, khi các loại tàu bay mới A321, A330, A340, A350, B777,<br /> B747, B787… có tải trọng và áp suất bánh hơi lớn hơn so với tiêu chuẩn tính<br /> toán được khai thác với tần suất lớn tại các CHK ở nước ta, tuổi thọ kết cấu mặt<br /> đường giảm xuống nhanh chóng, xuất hiện nhiều hư hỏng.<br /> 1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán<br /> 1.2.1. Cơ chế phá hoại kết cấu mặt đường mềm<br /> Dưới tác dụng của tải trọng tàu bay, sự biến dạng của mặt đường là kết<br /> quả của một loạt các quá trình xẩy ra đồng thời hoặc kế tiếp nhau (hình 1.4).<br /> P<br /> KÐo<br /> NÐn<br /> kÐo<br /> <br /> C¾t<br /> <br /> VÕt nøt<br /> <br /> Tråi lª n<br /> nÐn<br /> ®Ê t<br /> <br /> Hình 1.4. Cơ chế phá hoại mặt đường [4], [7], [9], [75]<br /> <br />