T  0851—2009 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料彎拉強度試驗方法

1  適用范圍

本方法適用于測定無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的彎拉強度。

2  儀器設(shè)備

2.1 壓力機或萬能試驗機(也可用路面強度試驗儀和測力計):壓力機除符合《液壓式 壓力試驗機》(GB/T    3722)及《試驗機通用技術(shù)要求》(GB/T   2611)中的要求，其測量精度為±1%,同時應(yīng)具有加載速率指示裝置或加載速率控制裝置。上下壓板平整并有足夠剛度，可均勻地連續(xù)加載卸載，可保持固定荷載。開機停機均靈活自如，能夠滿足試件噸位要求。且壓力機加載速率可有效控制在50mm/min。

2.2  加載模具：如圖T 0851-1所示。

圖T  0851-1   彎拉試驗裝置圖(尺寸單位：mm)

1-機臺；2-活動支座；3、8-兩個鋼球；4-活動船型墊塊；5-試件；6、7、9-一個鋼球

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    球形支座。

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

2.6    臺秤：量程50kg, 感量5g。

3  試件制備和養(yǎng)護(hù)

3.1      根據(jù)混合料粒徑的大小，選擇不同尺寸的試件尺寸：小梁，50mm×50mm×200mm,適用于細(xì)粒材料；中梁，100mm×100mm×400mm,適用于中粒材料①;大梁，150mm×150mm×550mm;  適用于粗粒材料。

注①:由于大梁試件的成型難度較大，在試驗室不具備成型條件時，中梁試件的最大公稱粒徑可放寬到26.5mm。

3.2    按照本規(guī)程T  0844方法成型梁式試件。

3.3    養(yǎng)生時間視需要而定，水泥穩(wěn)定材料、水泥粉煤灰穩(wěn)定材料的養(yǎng)生齡期應(yīng)是90d,  石灰穩(wěn)定材料和石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的養(yǎng)生齡期應(yīng)是180d。按照本規(guī)程T  0845標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生方法進(jìn)行養(yǎng)生。

3.4  為保證試驗結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，每組試件的試驗數(shù)量要求為：小梁試件不少于6個；中梁試件不少于12個；大梁試件不少于15個。

4 試驗步驟

4.1 根據(jù)試驗材料的類型和一般的工程經(jīng)驗，選擇合適量程的測力計和試驗機，對被 測試件施加的壓力應(yīng)在量程的20%～80%。如采用壓力機系統(tǒng)，需調(diào)試設(shè)備，設(shè)定好加載速率。

4.2 球形支座涂上機油，使球形支座能夠靈活轉(zhuǎn)動，并安放在上壓塊上。在上下壓塊 的左右兩個半圓形壓頭上涂上機油。

4.3  試件取出后，用濕毛申覆蓋并及時進(jìn)行試驗，保持試件干濕狀態(tài)不變。

4.4   在試件中部量出其寬度和高度，精確至lmm。

4.5    在試件側(cè)面(平行于試件成型時的壓力方向)標(biāo)出三分點位置。

4.6 將試件安放在試架上，荷載方向與試件成型時的壓力方向一致，上下壓塊應(yīng)位于 試件三分點位置。

4.7    安放球形支座。

4.8  根據(jù)試驗要求，在梁跨中安放位移傳感器，測量破壞極限荷載時的跨中位移。

4.9     加載時，應(yīng)保持均勻、連續(xù)，加載速率為50mm/min,直至試件破壞。

4.10 記錄破壞極限荷載P(N)或測力計讀數(shù)。

5  計算

按式(T   0851-1)計算彎拉強度。

                                         (T  0851-1)

式中：R_f—— 彎拉強度(MPa);

P——破壞極限荷載(N);

L——跨距，也就是兩支點間的距離(mm);

b——試件寬度(mm); 

h——試件高度(mm)。

6 結(jié)果整理

6. 1彎拉強度應(yīng)保留至小數(shù)點后2位。

6.2  同一組試件試驗中，采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差方法剔出異常值，小梁可異常值不超過1 個，中梁異常值不超過2個，大梁異常值不超過3個。異常值超過上述規(guī)定的試驗重做。

6.3 同一組試驗的變異系數(shù)C_v(%)    應(yīng)符合下列規(guī)定，方可作為有效試驗：小梁C_v≤   6%;中梁C_v≤10%; 大梁C_v≤15%。如不能保證試驗結(jié)果的變異系數(shù)小于規(guī)定的值，則應(yīng)按允許誤差10%和90%概率重新計算所需的試件數(shù)量，應(yīng)增加試件數(shù)量并另做新試驗。

7  報告

報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

(1)集料的顆粒組成；

(2)水泥的種類和強度等級，或石灰的有效鈣和氧化鎂含量；

(3)無機結(jié)合料類型及劑量；

(4)最佳含水率和最大干密度及其確定方法；

(5)試件干密度或壓實度；

(6)吸水量以及測彎拉強度時的含水率；

(7)彎拉強度，保留至小數(shù)點后2位；

(8)若干個試驗結(jié)果的最小值和最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差S、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

本試驗的記錄格式見表T   0851-1。

表T 0851-1  彎拉強度試驗記錄表

工程名稱                試件尺寸(mm)                                 

路段范圍              養(yǎng)生齡期(d)                                

混合料名稱                        加載速率(mm/min)                     

結(jié)合料劑量(%)                  最大干密度(g/cm3)                                          

試件壓實度(%)              

注：*指水分損失。如養(yǎng)生后試件掉粒或掉塊，不作為水分損失。

試驗：                         校核：                     試驗日期：

條文說明

關(guān)于加載速率，《公路柔性路面設(shè)計規(guī)范》曾規(guī)定抗彎拉強度的測定方法采用三分點加載，加載速率為1mm/min 。 研究表明：由于疲勞試驗頻率較高，這種方法測定的彎拉強度并不適應(yīng)用于疲勞試驗的要求。編寫組按上述1mm/min的方法測定的某種水泥碎石 的抗彎拉強度為1. 13MPa, 變異系數(shù)為13.3%,但在實際的疲勞試驗過程中，當(dāng)荷載達(dá)到1.13MPa后，作用幾百萬次仍不破壞。當(dāng)采用10Hz 的加載頻率和1mm/min的加載速率兩種方法對水泥砂小梁進(jìn)行平行試驗發(fā)現(xiàn)：前者的平均抗彎拉強度比后者高出1.44倍，標(biāo)準(zhǔn)差為0.23。若用1.44乘上1.13就可近似得出水泥碎石中梁在10Hz 動荷載下的平均抗彎拉強度1.63MPa,  這說明快速加載的試驗方法測的彎拉強度大于慢速加載時測得 的疲勞強度，也說明快速加載測得的彎拉強度更適合用于疲勞試驗。

彎拉強度試驗有三分點加載和中心點加載兩種加載模式，鑒于目前梁式試件的疲勞 試驗基本采用三分點加載模式，為了使彎拉強度試驗結(jié)果可用于疲勞試驗，本規(guī)程采用三 分點加載模式。同時，由于路面材料存在較明顯的非線性，荷載速率對強度試驗結(jié)果影響 較大，為了用于疲勞試驗，彎拉強度試驗的荷載速率與抗壓強度和劈裂強度試驗的荷載速率有明顯差別，宜采用快速加載模式，荷載速率為50mm/min, 使其盡量與疲勞試驗時動態(tài)荷載的速率相一致。