T  0857—2009  無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料室內(nèi)動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量試驗(yàn)方法

1  適用范圍

本方法適用于測(cè)定無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量。

2 儀器設(shè)備

2.1  試驗(yàn)機(jī)：即應(yīng)力控制系統(tǒng)，要求應(yīng)能施加一定頻率范圍，荷載持續(xù)時(shí)間及不同大小的應(yīng)力，可用能產(chǎn)生需要波形的電動(dòng)液壓試驗(yàn)機(jī)，要求精度達(dá)到5N。

2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括荷載傳感器、位移傳感器、荷載計(jì)數(shù)器以及數(shù)據(jù)采集儀。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室或可控溫控濕的養(yǎng)護(hù)設(shè)備。

2.4    電子天平：量程不小于15kg, 感量0.1g; 量程不小于4000g, 感量0.01g。

2.5    臺(tái)秤：量程50kg,感量5g。

2.6  圓形鋼板。

3  試件制備和養(yǎng)護(hù)

3.1    試驗(yàn)采用1:1的圓柱體試件。細(xì)粒材料和中粒材料混合料成型φ100mm × 100mm 試件，粗粒材料混合料成型φ150mm×150mm試件。

3.2  為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，每組試件的數(shù)量要求為：無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì) 粒材料，應(yīng)制備不少于6個(gè)試件；無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒材料，應(yīng)制備不少于9個(gè)試件；無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粗粒材料，應(yīng)制備不少于15個(gè)試件。

3.3     按照本規(guī)程T  0843方法制備試件。

3.4     按照本規(guī)程T  0845的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件進(jìn)行養(yǎng)生，水泥穩(wěn)定類土養(yǎng)生齡期為90d, 石灰或粉煤灰類穩(wěn)定材料的養(yǎng)生齡期180d; 有條件情況下可快速養(yǎng)生。

3.5  圓柱形試件的兩個(gè)端面應(yīng)用水泥凈漿抹平。將試件豎立桌上，在上端面用早強(qiáng)高強(qiáng)水泥凈漿薄涂一層后，在表面撒少許0.3～0.6mm的細(xì)砂，用直徑大于試件的平面圓形 鋼板放在頂面，加壓旋轉(zhuǎn)圓鋼板，使頂面齊平。邊旋轉(zhuǎn)邊平移并迅速取下鋼板。如有凈漿被鋼板粘去，則重新用凈漿抹平，并重復(fù)上述步驟。 一個(gè)端面整平后，放置4h 以上，然后將另一端面同樣整平。整平至加載板放在試件頂面后，在任一方向都不會(huì)翹動(dòng)。試件整平后放置8h 以上。

3.6  將端面已經(jīng)處理平整的試件飽水24h 。飽水過程中水面應(yīng)高于試件頂面約25mm。

4  試驗(yàn)步驟

4.1  檢查試驗(yàn)的機(jī)械設(shè)備是否正常，應(yīng)著重檢查試驗(yàn)系統(tǒng)的電力供應(yīng)是否正常。計(jì)算 機(jī)等控制系統(tǒng)的電源應(yīng)備有延時(shí)電源，以防突然斷電造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失和對(duì)設(shè)備的損壞。選擇合理的荷載傳感器和位移(應(yīng)變)傳感器的量程，以確保測(cè)量結(jié)果精度的可靠性。

4.2 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，編制有關(guān)的試驗(yàn)程序，并進(jìn)行調(diào)試，可靠、穩(wěn)定后方可進(jìn)行正式試驗(yàn)。選擇一個(gè)試件，檢查荷載波形是否滿足試驗(yàn)精度要求，位移(應(yīng)變)信號(hào)接收是否正常。

4.3     按本規(guī)程T  0805方法測(cè)定混合料的抗壓強(qiáng)度，荷載速率為1mm/min,  所測(cè)強(qiáng)度作為動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)的破壞強(qiáng)度p。

4.4  將試件放入加載設(shè)備中心，圓形硬鋼板置于試件底部和頂端安放穩(wěn)定。在上壓板 直徑線兩端安裝位移傳感器。

4.5    設(shè)定波形函數(shù)發(fā)生器，輸入 Haversine 荷載波形，頻率為10Hz, 無(wú)間歇時(shí)間，荷載級(jí)位一般設(shè)定為5～6級(jí)(一般為0. 1p 、0.2p 、0.3p 、0.4p 、0.5p 、0.6p),每級(jí)荷載作用次數(shù)為200次。

動(dòng)態(tài)荷載P_t的波形為Haversine波(半正矢波),在一個(gè)加載周期內(nèi)其函數(shù)式為：

                                 (T 0857-1)

式中：P?—— 荷載級(jí)位(N);

P_c——荷載初值(N),  一般為0.02p; 

w——圓頻率(rad/s);

t——時(shí)間(s)

4.6     將各傳感器與數(shù)據(jù)采集儀相連接，校正并調(diào)零。

4.7    對(duì)試件施加0.3p荷載，預(yù)壓30s后卸載。

4.8 荷載由低到高逐級(jí)加載。每級(jí)荷載的最后1s, 采集連續(xù)10個(gè)荷載波形的最大荷載和最小荷載，以及相應(yīng)的最大變形和最小變形。

5  計(jì)算

5.1    測(cè)量最后10次加載循環(huán)的平均荷載的振幅和平均變形的振幅。 

P=P_max-P_min

l₀=l_max-lmin

式中：P——平均荷載的振幅(N);   

 l?——平均變形的振幅(mm);

 P_max——荷載波峰值(N); 

    P_min——荷載波谷值(N);  

    l_max——最大變形(mm);  

  l_min——最小變形(mm)。

實(shí)測(cè)荷載振幅與設(shè)定荷載振幅的誤差應(yīng)不超過±5%。

5.2 采用二次曲線方法對(duì)荷載振幅與相應(yīng)的變形振幅進(jìn)行曲線擬合，如圖T 0857-1 所示。相關(guān)系數(shù)R2應(yīng)在0.95以上，否則需要重新試驗(yàn)。

二次曲線形式：           l?=a?P2+a?P+a?(T  0857-4)                                            

5.3    對(duì)曲線原點(diǎn)進(jìn)行修正。當(dāng)荷載振幅為零時(shí)，變形振幅也應(yīng)為零。將測(cè)定的變形振 幅減去回歸曲線的常數(shù)a₀, 作為修正后的變形振幅。

5.4 按式(T  0857-5)計(jì)算不同荷載級(jí)位下的動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量值。

圖T 0857-1   荷載振幅與變形振幅的回歸曲線

                          (T 0857-5)

式中：——動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量值(MPa); 

P——施加的各級(jí)平均荷載(N);

l?——平均變形的振幅(mm); 

a?—— 變形振幅修正值(mm);

h——試件高度(mm);

A——試件截面積(mm2)。

6 結(jié)果整理

6.1 動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量用整數(shù)表示。

6.2 同一組試伴試驗(yàn)中，采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差方法剔出異常值，中試件可有1～2個(gè)異常值，大試件可有2~3個(gè)異常值。異常值數(shù)量超過上述規(guī)定的試驗(yàn)重做。

6.3 對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒材料，模量試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)不超過10%;中粒材料模量試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)不超過10%;粗粒材料模量試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)不超過15%。如不能保證變異系數(shù)小于上述規(guī)定，則還應(yīng)按允許誤差10%和90%概率重新計(jì)算增加試件數(shù)量，并另做新試驗(yàn)。

7  報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

(1)集料的顆粒組成；

(2)水泥的種類和強(qiáng)度等級(jí)，或石灰的有效鈣和氧化鎂含量；

(3)無(wú)機(jī)結(jié)合料類型和劑量；

(4)最佳含水率和最大干密度及其確定方法；

(5)試件干密度或壓實(shí)度；

(6)吸水量以及測(cè)回彈模量時(shí)的含水率；

(7)動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量，用整數(shù)表示；

     (8)若干個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的最小值和最大值、平均值 、 標(biāo)準(zhǔn)差S和變異系數(shù)C_v(%)和一定保證率下的代表值, 其中Z_a為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中隨保證率而變的系數(shù)。

8  記 錄 格 式

本 試 驗(yàn) 的 記 錄 格 式 見 表T     0857-1。

表T 0857-1  無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量試驗(yàn)記錄

工程名稱                           試件尺寸                      

路段范圍                          試驗(yàn)方法                             

材料名稱                         試樣編號(hào)              

最大粒徑                

室內(nèi)動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量試驗(yàn)記錄(一)

室內(nèi)動(dòng)態(tài)抗壓回彈模量試驗(yàn)記錄( 二 )

試驗(yàn)：                          校核：                          試驗(yàn)日期：