Nghiên cứu trạng thái ứng suất nhiệt trong tấm bê tông xi măng mặt đường bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Abstract

Sự biến đổi nhiệt độ môi trường trong ngày làm phát sinh ứng suất nhiệt trong tấm bê tông xi măng mặt đường ô tô. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này, song vì ứng suất nhiệt trong mặt đường phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu của từng khu vực, do đó chủ đề này vẫn đang được tiếp tục quan tâm của các nhà khoa học. Trong quy trình tính toán mặt đường cứng của một số nước, ứng suất nhiệt được tính từ gradient nhiệt độ giữa mặt tấm và đáy tấm và đại lượng này thường được lấy bằng một giá trị không đổi. Trên thực tế, gradient nhiệt độ thay đổi liên tục theo chiều sâu từ bề mặt tấm. Bài báo này trình bày các phân tích trạng thái ứng suất nhiệt của mặt đường bê tông xi măng do sự phân bố phi tuyến của nhiệt độ trong tấm gây ra. Điều kiện nhiệt độ khu vực thành phố Hồ Chí Minh được sử dụng. Các tính toán dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn. Kết quả nhận được cho thấy, mặt đường bê tông xi măng liên tục chịu uốn vồng và uốn võng và ứng suất kéo, ứng suất nén do nhiệt xuất hiện tại tất cả các vị trí trong tấm tùy thuộc vào thời điểm trong ngày khiến mặt đường dễ bị phá hủy do mỏi nhiệt.