Đổi mới thử nghiệm bê tông nhựa nhờ trí tuệ nhân tạo

Ủy ban vật liệu đường bộ và mặt đường (D04) của ASTM International đang phát triển một tiêu chuẩn mới mang mã WK95270, hướng tới việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong xác định mô đun động (E*) của hỗn hợp bê tông nhựa - một chỉ tiêu then chốt trong thiết kế và đánh giá kết cấu mặt đường. Việc xác định chính xác mô đun động giúp các kỹ sư dự báo khả năng chịu tải, độ bền và tuổi thọ của mặt đường trong các điều kiện khai thác khác nhau.

Tiêu chuẩn này do tiểu ban các phép thử cơ bản/cơ học (D04.26) xây dựng, trực thuộc Ủy ban D04. Điểm nổi bật của WK95270 là tận dụng sức mạnh của AI và mạng nơ-ron để giải quyết một trong những thách thức lớn của ngành giao thông: thu thập dữ liệu thí nghiệm mô đun động vốn phức tạp, tốn thời gian và chi phí cao.

Theo ông Richard Steger- thành viên của ASTM, phương pháp được đề xuất dựa trên phiên bản điều chỉnh của tiêu chuẩn ASTM D8225, vốn sử dụng thí nghiệm kéo gián tiếp để xác định chỉ số khả năng chống nứt của hỗn hợp nhựa ở nhiệt độ trung gian. So với thí nghiệm mô đun động, phương pháp này đơn giản hơn, dễ triển khai hơn và cho phép thu thập dữ liệu nhanh chóng trong điều kiện phòng thí nghiệm thông thường.

Ảnh minh hoạ.

Điểm đột phá nằm ở việc sử dụng AI để “kết nối” hai phương pháp. Thay vì phải trực tiếp đo mô đun động, dữ liệu từ thí nghiệm D8225 cải tiến sẽ được đưa vào mô hình học máy để dự đoán giá trị E* với độ tin cậy cao. Cách tiếp cận này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn mở ra khả năng tiêu chuẩn hóa quy trình thử nghiệm trên diện rộng, đặc biệt tại các quốc gia hoặc đơn vị có hạn chế về thiết bị chuyên sâu.

Việc phát triển tiêu chuẩn WK95270 cũng phản ánh xu hướng chuyển đổi số trong lĩnh vực hạ tầng giao thông, nơi dữ liệu và công nghệ đang ngày càng đóng vai trò trung tâm. Bằng cách tích hợp AI vào các phương pháp thử nghiệm truyền thống, ngành xây dựng đường bộ có thể nâng cao hiệu quả thiết kế, tối ưu hóa nguồn lực và cải thiện chất lượng công trình.

Đáng chú ý, sáng kiến này góp phần thực hiện Mục tiêu phát triển bền vững số 9 của Liên Hợp Quốc về công nghiệp, đổi mới sáng tạo và hạ tầng. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như AI không chỉ thúc đẩy đổi mới kỹ thuật mà còn hướng tới xây dựng hệ thống giao thông bền vững, thích ứng tốt hơn với nhu cầu phát triển trong tương lai.

Tiểu My (theo ASTM)