T0715—2011瀝青混合料彎曲試驗

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)定溫度和加載速率時彎曲破壞的力學性質。試驗溫度和加載速率根據(jù)有關規(guī)定和需要選用，如無特殊規(guī)定，采用試驗溫度為15℃±0.5℃；當用于評價瀝青混合料低溫拉伸性能時，采用試驗溫度-10℃±0.5℃，加載速率宜為50mm/min。采用不同的試驗溫度和加載速率時應予注明。

1. 2本方法適用于由輪碾成型后切制的長250mm±2.0mm、寬30mm±2.0mm、高35mm±2.0mm的棱柱體小梁，其跨徑為200mm±0.5mm;當采用其他尺寸時，應予注明。

   2儀具與材料技術要求

   2.1萬能材料試驗機或壓力機:荷載由傳感器測定，最大荷載應滿足不超過其量程的80%且不小于量程的20%的要求，宜采用1kN或5kN，分辨率0.01kN。具有梁式支座，下支座中心距200mm,上壓頭位置居中，上壓頭及支座為半徑10mm的圓弧形固定鋼棒，上壓頭可以活動與試件緊密接觸。應具有環(huán)境保溫箱，控溫準確至±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跨中位移測定裝置:LVDT位移傳感器。

   2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或X-Y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X-Y記錄儀上繪制荷載與跨中撓度曲線。

   2.4恒溫水槽:用于試件保溫，溫度范圍應滿足試驗要求，控溫準確至±0.5℃。當試驗溫度低于0℃時，恒溫水槽可采用1:1的甲醇水溶液或防凍液作冷媒介質。恒溫水槽中的液體應能循環(huán)回流。

   

    

   2.5卡尺。

   2.6秒表。

   2.7溫度計:分度值0.5℃。

   2.8天平感量不大于0.lg。

   2.9其他:平板玻璃等。

   3方法與步驟

   3.1準備工作

   3.1.1采用本規(guī)程T0703瀝青混合料輪碾成型的板塊狀試件，用切割法制作棱柱體試件，試件尺寸應符合長250mm±2.0mm、寬30mm±2.0mm、高35mm±2.0mm的要求。

   3.1.2在跨中及兩支點斷面用卡尺量取試件的尺寸，當兩支點斷面的高度（或寬度）之差超過2mm時，試件應作廢?？缰袛嗝娴膶挾葹?/span>b,高度為h，取相對兩側的平均值，準確至0.1mm。

   3.1.3根據(jù)混合料類型按本規(guī)程方法測量試件的密度、空隙率等各項物理指標。

   3.1.4將試件置于規(guī)定溫度的恒溫水槽中保溫不少于45min，直至試件內(nèi)部溫度達到試驗溫度±0.5℃為止。保溫時試件應放在支起的平板玻璃上，試件之間的距離應不小于10mm.

   3.1.5將試驗機環(huán)境保溫箱達到要求的試驗溫度±0.5℃。

   3.1.6將試驗機梁式試件支座準確安放好，測定支點間距為200mm±0.5mm，使上壓頭與下壓頭保持平行，并兩側等距離，然后將其位置固定。

   3.2試驗步驟

   3.2.1將試件從恒溫水槽中取出，立即對稱安放在支座上，試件上下方向應與試件成型時方向一致。

   3.2.2在梁跨下緣正中央安放位移測定裝置，支座固定在試驗機上。位移計測頭支于試件跨中下緣中央或兩側（用兩個位移計）。選擇適宜的量程，有效量程應大于預計最大撓度的1.2倍。

   3.2.3將荷載傳感器、位移計與數(shù)據(jù)米集系統(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?？缰袚隙瓤刹捎?/span>LVDT位移傳感器測定。當以高精密度電液伺服試驗機壓頭的位移作為小梁撓度時，可以由加載速率及X-T記錄儀記錄的時間求得撓度。為正確記錄跨中撓度曲線，當采用50mm/min速率加載時，X-T記錄儀的X軸走紙速度（或掃描速度）根據(jù)試驗溫度確定。

   3.2.4開動壓力機以規(guī)定的速率在跨徑中央施以集中荷載，直至試件破壞。記錄儀同時記錄荷載一跨中撓度曲線，如圖T0715-1所示。

    

   4計算

   4.1將圖T0715-1中的荷載一燒度曲線的直線段按圖示方法延長與橫坐標相交作為曲線的原點，由圖中量取峰值時的最大荷載P_B及跨中撓度d。

   4.2按式（T0715-1)?式(T0715-3)計算試件破壞時的抗彎拉強度R_B、破壞時的梁底最大彎拉應變ε_B及破壞時的彎曲勁度模量S_B。

    

上述式中:R_B——試件破壞時的抗彎拉強度（MPa);

ε_B—-試件破壞時的最大彎拉應變（με);

S_B——試件破壞時的彎曲勁度模量（MPa);

b——跨中斷面試件的寬度（mm);

h——跨中斷面試件的高度（mm);

L——試件的跨徑（mm);

P_B——試件破壞時的最大荷載（N)；

d——試件破壞時的跨中撓度（mm)。

注:計算時小梁的自重影響略去不計，故本方法不適用于試驗溫度高于30℃的情況。

4.3計算加載過程中任一加載時刻的應力、應變、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_B范圍內(nèi)的直線段的斜率計算彈性階段的勁度模量，或以此范圍內(nèi)各測點的σ、ε數(shù)據(jù)計算的S=σ/ε的平均值作為勁度模量。（σ、ε及S的計算方法同式（T0715-1)?式（T0715-3)。

5報告

5.1當一組測定值中某個數(shù)據(jù)與平均值之差大于標準差的k倍時，該測定值應予舍棄，并以其余測定值的平均值作為試驗結果。當試驗數(shù)目n為3、4、5、6時，k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。

5.2試驗結果均應注明試件尺寸、成型方法、試驗溫度及加載速率。

條文說明

瀝青混合料的彎曲試驗是對規(guī)定尺寸的小梁試件，在跨中給試件施加集中荷載至斷裂破壞的試驗，由破壞時的最大荷栽求得試件的抗彎強度（以MPa計），由破壞時的跨中撓度求得瀝青混合料的破壞彎拉應變，兩者之比值為破壞時的彎曲勁度模量（以MPa計）。本次修訂考慮測定數(shù)據(jù)的準確性，要求跨中位移測定裝置采用LVDT位移傳感器，取消了電測百分表，并要求低溫彎曲試驗時設備應具有環(huán)境保溫箱。對試驗過程中X-T記錄儀X軸的走紙速度根據(jù)試驗溫度確定。由于《公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTJ036—98)已經(jīng)廢止，其主要內(nèi)容已經(jīng)合并到《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTGF40—2004)中，因此精簡了原條文說明里面關于改性瀝青規(guī)范的內(nèi)容。

關于彎曲試驗的溫度，日本道路協(xié)會鋪裝試驗法便覽3-7-5規(guī)定，用于評價低溫拉伸性能時的溫度，可采用-10℃；我國《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTGF40—2004)規(guī)定，對低溫抗裂性能的彎曲試驗溫度也采用-10℃。加載速率在國外也不統(tǒng)一，本規(guī)程旨在測定試件破壞時的各項性質指標，規(guī)定通常為50mm/min,以便與馬歇爾試驗、劈裂試驗的速率統(tǒng)一。

本方法采用從輪碾機成型的板塊狀試件上切制的棱柱體試件，尺寸為長250mm,寬30mm,高35mm，跨徑200mm。實踐證明，采用這樣的試件均勻性好，試驗誤差小，方便易行。這種試件在歐美、日本也大量采用，但尺寸略有不同。據(jù)我國實踐，250mmx30mmx35mm的小梁尺寸從300mmx300mmx50mm的板狀試件上切割比較適宜_,當使用其他尺寸的試件時，應予注明。

當利用記錄儀記錄荷載一變形曲線時，起點部分進行修正可消除加栽開始時壓實及支座接觸的影響，為此本方法規(guī)定跨中撓度由記錄曲線上量取。由于有了荷栽與跨中撓度曲線，便可以由此求取其他時刻的應力、應變、勁度模量。