T0714—1993瀝青混合料單軸壓縮試驗（棱柱體法）

1目的與適用范圍

1.1本方法適用于測定熱拌瀝青混合料在規(guī)定溫度及加載速率時受壓縮至破壞過程的力學(xué)性質(zhì)。試驗溫度和加載速率根據(jù)有關(guān)規(guī)定和需要選用。如無特殊規(guī)定，宜采用加載速率50mm/min。

1.2本方法適用于由輪碾成型后切制的長40mm±1.0mm、寬40mm±1.0mm、高80mm±2.0mm棱柱體試件。若采用其他尺寸，應(yīng)予注明。

2儀具與材料技術(shù)要求

2.1萬能材料試驗機或壓力機:荷載用傳感器測定，最大荷載應(yīng)滿足不超過其量程的80%且不小于20%的要求，宜采用40kN，分度值O.1kN。具有球形支座，壓頭可以活動與試件緊密接觸;宜具有環(huán)境保溫箱，控溫準(zhǔn)確至±0.5℃；加載速率可以選擇。試驗機宜有伺服系統(tǒng)，在加載過程中速率基本不變。

2.2試件變形測定裝置:可采用LVDT或電測百分表作為位移計。

2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或Z-F記錄儀:能自動采集傳感器及位移計的電測信號，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中儲存或在記錄儀上繪制荷載與試件變形曲線。

2.4聚四氟乙烯薄膜。

2.5恒溫水槽：用于試件保溫，溫度應(yīng)滿足試驗溫度要求，控溫準(zhǔn)確至±0.5℃。當(dāng)試驗溫度低于0℃時，恒溫水槽可采用1:1的甲醇水或防凍液作冷媒。恒溫水槽的液體應(yīng)能循環(huán)回流.

2.6卡尺。

2.7天平:感量不大于O.lg。

2.8溫度計:分度值0.5℃。

2.9秒表。

2.10其他:平板玻璃等。

3方法與步驟

3.1準(zhǔn)備工作

3.1.1按本規(guī)程T0703從輪碾機成型的板塊試件上用切割法制作瀝青混合料棱柱體試件，試件尺寸應(yīng)符合長40mm±1.0mm、寬40mm±1.0mm、高80mm±2.0mm的要求，試件置平板玻璃上。

3.1.2用卡尺量取試件3個方向的尺寸，長度與寬度取上下兩個斷面的平均值，高度取對稱兩個方向的平均值,準(zhǔn)確至1mm。

3.1.3按本規(guī)程的方法測定試件的密度、空隙率等各項物理指標(biāo)。

3.1.4將試件置于要求的試驗溫度的恒溫水槽中保溫1h或恒溫空氣箱中保溫4h以上，直至試件內(nèi)部溫度達到要求的試驗溫度±0.5℃為止。保溫時試件之間的距離應(yīng)不小于10mm。

3.1.5使試驗機環(huán)境保溫箱達到要求的試驗溫度±0.5℃。當(dāng)加載速率大于或等于50mm/min時，也可不用環(huán)境保溫箱。

3.2試驗步驟

3.2.1將試件從恒溫水槽（或冰箱、烘箱）中取出，立即置于壓力機臺座上，上下各墊一張聚四氟乙烯薄膜。

3.2.2安裝位移計，支座固定在試驗機上。位移計測頭支于試件上方壓頭上或兩側(cè)(用兩個位移計）。

3.2.3將荷載傳感器、位移計與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或X-Y記錄儀連接，以X軸為位移，Y軸為荷載，選擇適宜的量程后調(diào)零。壓縮變形可以用LVDT、電測百分表或類似的位移測定儀具測定。當(dāng)以高精密度電液伺服試驗機壓頭的位移作為壓縮變形時，可以由加載速率X-T記錄儀記錄的時間求得變形。為正確記錄跨中變形曲線，當(dāng)采用50mm/min速率加載時，X-T記錄儀X軸走紙速度（或掃描速度）根據(jù)溫度高低宜采用500?5000mm/min.

3.2.4立即以規(guī)定的加載速率均勻加載直至破壞，同時開動記錄儀記錄荷載一變形曲線，如圖T0714-1所示。

3.2.5當(dāng)壓力機無環(huán)境保溫箱時，自試件從恒溫箱中取出至試驗結(jié)束的時間應(yīng)不超過45s。

4計算

4.1將圖T0714-1中的荷載一變形曲線的直線段按圖示方法沿切線方向延長與橫坐標(biāo)相交，以此為圓點，由圖中讀取曲線峰值處最大荷載及相應(yīng)于最大荷載處的破壞變形Δl。

4.2試件破壞時抗壓強度R_c、壓縮應(yīng)變ε_c、壓縮勁度模量S_c,按式（T0714-1)?（T0714-3)式:

上述式中R_c——試件的抗壓強度（MPa）；

P_c——試件破壞時的最大荷載（N);

b——試件的長度（mm);

h——試件的寬度（mm);

ε_c——試件破壞時的壓縮應(yīng)變；

Δl——試件破壞時的壓縮變形（mm);

l——試件的高度（mm);

S_c——試件的壓縮破壞勁度模量（MPa)。

4.3計算加載過程中任一加載時刻的應(yīng)力、應(yīng)變、勁度模量的方法同上，只需讀取該時刻的荷載及變形代替上式的最大荷載及破壞變形即可。

4.4當(dāng)記錄的荷載一變形曲線在小變形區(qū)有一定的直線段時，可以（0.1?0.4)P_c范圍內(nèi)的直線段部分的斜率按式（T0714-4)計算彈性階段的壓縮勁度模量。

           （T0714-4)

式中:——試件在彈性階段的壓縮勁度模量（MPa);

P_c2,P_cl——直線段內(nèi)兩個不同的荷載值(N);

Δ1₂,Δ1₁——相應(yīng)于P_c2,P_cl荷載時試件的壓縮變形（mm)。

5報告

5.1當(dāng)一組測定值中某個數(shù)據(jù)與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的A倍時，該測定值應(yīng)予舍棄，并以其余測定值的平均值作為試驗結(jié)果。當(dāng)試驗數(shù)目n為3、4、5、6時，k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。

5.2試驗結(jié)果均應(yīng)注明試件尺寸、成型方法、試驗溫度及加載速率。

條文說明

瀝青混合料的單軸壓縮試驗是對瀝青混合料試件施加單軸壓縮荷載至破壞的試驗，破壞時的最大應(yīng)力為抗壓強度（以MPa計），破壞時的垂直變形與試件的高度之比為破壞壓縮應(yīng)變，兩者之比值為壓縮破壞勁度模量（以MPa計）。本規(guī)程T0713規(guī)定了用圓柱體試件進行無側(cè)限抗壓強度的試驗，基本上是ASTMD1074的方法。同時規(guī)定了供瀝青路面設(shè)計抗壓回彈模量試驗方法，但在用于力學(xué)計算或科學(xué)研究時，對試件尺寸及加載方法有許多不同意見。例如圓柱體100mm試件對變形的測定有全高度法與中間取一截作標(biāo)距的辦法，其變形則有用貼應(yīng)變片或裝上夾具用百分表電測的方法等₃這些方法的實測結(jié)果都有差別，很難說清孰是孰非，且都較繁復(fù)。試件采用靜壓成型也不甚合理。因此國內(nèi)外也采用另一種試件，即切制棱柱體。本方法是利用輪碾法成型的板塊狀試件切制成40mmx40mmx80mm的棱柱體試件進行壓縮試驗。由于其端面面積較小，再加上試驗時要求加一層聚四氟乙烯薄膜（一種摩擦系數(shù)很小的材料）作隔離層，這樣使端面的影響大為減少，便可以省卻另外再貼應(yīng)變片或裝百分表的步驟。測定試件全高度的變形計算壓縮應(yīng)變，并由此計算壓縮勁度模量。

試驗條件盡量與彎曲、劈裂抗拉等條件統(tǒng)一，溫度、加栽速率兩個試驗條件都明顯影響試驗結(jié)果；如果另有規(guī)范規(guī)定或研究工作需要，可以采用需要的溫度及加栽速率。在沒有任何規(guī)定時，本方法統(tǒng)一為50mm/min加栽速率。此速率是瀝青及瀝青混合料試驗中最常用的速率，包括瀝青的延度、馬歇爾試驗等試驗條件簡單，可利用的儀器設(shè)備多，而且試驗時間縮短，可減少環(huán)境溫度的影響。本方法規(guī)定當(dāng)加載速率大于或等于50mm/min時，可以不用環(huán)境保溫箱；當(dāng)采用較慢的速率時，由于試驗時間過長，這時應(yīng)采用環(huán)境保溫箱。

試驗溫度可根據(jù)需要選用。試驗方法與圓柱體法相同，但是數(shù)據(jù)處理上有些區(qū)別。用棱柱體進行壓縮試驗時，試驗機的壓力與試件變形由X-Y記錄儀記錄后，有利于數(shù)據(jù)的處理：當(dāng)僅需要破壞時的抗壓強度、破壞應(yīng)變及抗壓勁度模量時，可由破壞時的荷栽及變形計算。如果需要其他任何時刻如開始時的彈性階段的模量，也可以由曲線上的數(shù)據(jù)計算得到。而用圓柱體進行試驗時，由于高度與直徑之比為1:1，且試件端面影響大，不宜按此法計算應(yīng)變及模量T0713與T0714雖同為壓縮試驗，但試件成型方法、尺寸及加載模式不同，各自適用于不同的目的和要求_，為測定設(shè)計用的參數(shù)時，應(yīng)使用T0713的方法；為測定瀝青混合料破壞時的性能（如低溫抗裂性能）時，應(yīng)采用T0714的方法。