实验 四:沥青混合料单轴压缩试验(圆柱体法)
(1) 试验目的与适用范围
①本方法适用于测定热拌沥青混合料的抗压回弹模量和抗压强度。按照《公路沥青路面设计规范》(JTJ014)确定沥青混合料结构层的设计参数时应按本方法执行。如无特殊规定,用于计算弯沉的抗压回弹模量的标准试验温度为20℃,用于验算弯拉应力的抗压回弹模量的标准试验温度为15℃。加载速率为2mm/min.
②本方法适用于直径100 mm±2.0 mm,高100 mm±2.0 mm的沥青混合料圆柱体试件 (2) 仪具与材料
① 万能材料试验机,其它可施加荷载并测试变形的路面材料试验设备也可使用,但均必须满足下列条件:
最大荷载应满足不超过其量程的80%,且不小于量程的20%的要求,宜采用100KN,分度值100N。具有球形支座,压头可民活动与试件紧密接触。
具有环境保温箱,控温准确度0.5℃。当缺乏环境保温箱时,试验室应设置空调,控温准确度1.8℃。
能符合加载速率保持2 mm/min的要求。试验机宜有伺服系
统,在加载过程中速度基本不变。当采用马歇尔试验仪手动控制时,应事先校正手摇速率,以达到2 mm/min加载速率的要求。
② 变形量测装置
抗压试验加载用上下压板,下压板下有带球面的底座。压板直径为120 mm,在直径102 mm处有浅的放置试件的圆周刻印。下压板直径两侧有立柱顶杆,上压板直径线两侧装有千分表架,表架中心与顶杆中心位置一致(见图1)。当试验机具有自动测定试件垂直变形或自动测记试件的压力与变形曲线功能时,可以直接使用,不必另外配备变形量测装置。
③千分表(1/1000 mm),2只。
④恒温水槽:用于试件保温,温度能满足试验温度要求,控温精密度±0.5℃。恒温水槽的液体应能不断循环回流。深度应大于试件高度50 mm。
⑤台秤或天平:感量不大于0.5g ⑥温度计:分度为0.5℃。 ⑦秒表、卡尺 ? 方法与步骤
①准备工作
按本规程T0704用静压法成型沥青混合料试件。也可从轮碾
机成型的板块试件上用钻芯机钻取试件。试件尺寸应符合直径100 mm±2.0 mm,高100 mm±2.0 mm的要求。如有条件,可采用振动压实或搓揉法成型试件(试件尺寸及成型方法应在报告中注明)。试件的密度应符合马歇尔标准击实密度100%±1.0%的要求。
试件成型后不等完全冷却即可脱模,用卡尺量取试件高度,若最高部位与最低部位的高度差超过2 mm时试件应作废。用于抗压强度试验的试件数不得少于3个,用于抗压回弹模量的一组试件数宜3~6个。
将试件放置在室温条件下24h,用卡尺在各个试件上下两个断面的垂直方向上正确量取试件直径,取四个数的平均值作为试件的计算直径(d),准确至0.1 mm。
用卡尺在各个试件的4个对称位置上正确量取试件高度,取四个数的平均值作为试件的计算高度(h),准确至0.1 mm。
按本规程规定的方法测定试件的密谋、空隙率等各项物理指标。
将试件置于规定的试验温度(15C或20C)的恒温水槽中保温2.5h以上,保温时试件之间的距离应不小于10 mm。此时压板、底座也应同时保温。在有空调的试验室内测试时,将室温调至要
求的温度,试件放置12h以上。
试验机环境保温箱或空调试验室达到要求的试验温度 ②抗压强度试验步骤
将下压板、底座置于试验机升降台座上对中,迅速取出试件放在下压板中央刻线位置,加上上压板。
将试件从恒温水槽是取出 ,立即置于压力机台座上,以2 mm/min的加载速率均匀加载直至破坏,读取荷载峰值(P),准确至100N。
③抗压回弹模量试验步骤
确定加载级别:按3.2的方法测试抗压强度平均值P,大体均匀地分成10级荷载,分别取0.1P、0.2P、0.3P…、0.7P七级(可取成接近的整数)作为试验荷载。]
将下压板、底座置于试验机升降台座上对中,迅速取出试件放在下压板中央刻线位置,加上上压板,在两面三刀侧千分表架上安置千分表,与下压板相应位置的千分表顶杆接触(见图1)。如果利用试验机的压力与试件变形自动测试功能时,做好相应的测试准备。
调整试验机台座的高度,使加载顶板与压头中心轻轻接触。 以2mm/min速度加载至0.2P进行预压保持1min,观察两侧千分
表增值是否接近,若两个千分表读数反向或增值差异大于3倍,则表明试件是偏心受压,应敲动球座适当调整,至读数大致接近,然后卸载,并重复预压一次。卸载至零后记录两个千分表的原始读数。
以2mm/min速度加载至第1级荷载(0.1P),立即记取千分表读数及实际荷载数,并以同样的速率卸载回零,开始启动秒表,待试件回弹变形30s后,再次记取千分表计数,加载与卸载两次读数之差即为此荷载下试件的回弹变形(△L1)。然后依次进行第2、3、…、7级荷载的加载卸载过程,方法与第1级荷载相同,分别加载至0.2P、0.3P、…、0.7P,卸载,并分别记取千分表读数及实际荷载,得出各级荷载的回弹变形△Li。 ? 计算
①沥青混凝土试件的抗压强度依式(1)计算。
4P
Rc=
πd2
式中:Rc—试件的抗压强度,MPa;
P试件破坏的最大荷载,N; d—试件直径,mm。
…………………………(1)