T 0862—2024 無機結合料穩(wěn)定材料動態(tài)彎拉回彈模量試驗方法

1  適用范圍

本方法適用于采用三分點加載的方法測定無機結合料穩(wěn)定材料在動態(tài)荷載作用下的彎拉回彈模量。

2  儀器設備

2.1  試驗機：即應力控制系統(tǒng)，要求應能施加一定頻率范圍，荷載持續(xù)時間及不同大小的應力，可用能產生需要波形的電動液壓試驗機，要求精度達到5N。

2.2  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括荷載傳感器、位移傳感器、荷載計數(shù)器以及數(shù)據(jù)采集儀。位移傳感器用于測量跨中豎向變形，安裝于試件跨中的兩側。

2.3  加載模具：見圖T 0853-1 所示。

圖T0853-1     彎拉回彈模量試驗裝置示意圖(尺寸單位：mm) 

1-可移動支座；2-試件；3-加載支座；4-千分表；5-千分表架

2.4  標準養(yǎng)護室或可控溫控濕的養(yǎng)護設備。

2.5    電子天平：量程不小于15kg, 感量為0. 1g; 量程不小于4000g, 感量為0.01g。

2.6     臺秤：量程50kg, 感量5g。

2.7     球形支座。

3  試件制備和養(yǎng)護

3.1      根據(jù)混合料粒徑的大小，選擇不同尺寸的試件尺寸：中梁，100mm×100mm×      400mm, 適用于細粒材料和中粒材料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  為保證試驗結果的可靠性和準確性，每組試件的數(shù)量要求為：無機結合料穩(wěn)定細粒材料，應制備不少于9個試件；無機結合料穩(wěn)定中粒材料，應制備不少于15個試件；無 機結合料穩(wěn)定粗粒材料，應制備不少于19個試件。

3.3     按照本規(guī)程T 0844方法制備試件。

3.4    按照本規(guī)程T  0845標準養(yǎng)生方法進行養(yǎng)生，水泥穩(wěn)定類材料養(yǎng)生齡期為90d, 石灰或粉煤灰穩(wěn)定類材料養(yǎng)生齡期180d。

4 試驗步驟

4.1  檢查試驗的機械設備是否正常，應著重檢查試驗系統(tǒng)的電力供應是否正常。計算 機等控制系統(tǒng)的電源應備有延時電源，以防突然斷電造成試驗數(shù)據(jù)的丟失和對設備的損 壞。選擇合理的荷載傳感器和位移(應變)傳感器的量程，以確保測量結果精度的可靠性。

4.2  根據(jù)試驗目的，編制有關的試驗程序，并進行調試，可靠、穩(wěn)定后方可進行正式試驗。選擇一個試件，檢查荷載波形是否滿足試驗精度要求，位移(應變)信號接收是否正常。

4.3     按照本規(guī)程T  0851方法測定混合料的彎拉強度，作為動態(tài)彎拉回彈模量試驗的破壞荷載p。

4.4  將已浸水24h 的試件從水中取出，用軟布吸去試件表面的水分，并稱試件的質量。 在試件中部量出其寬度和高度，精確至1mm。

4.5 在試件側面(平行于試件成形時的壓力方向)標出三分點位置。

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，上下壓頭應位于試件三分點位置。

4.7 在試件中部的頂面中間安放位移傳感器。

4.8 安放球形支座。

4.9 設定波形函數(shù)發(fā)生器，輸入Haversine荷載波形，頻率為10Hz, 無間歇時間，荷載級位一般設定為5～6級(一般為0.1p、0.2p、0.3p、0.4p、0.5p、0.6p),每級荷載作用次數(shù)為200次。

動態(tài)荷載P_t, 的波形為Haversine波(半正矢波),在一個加載周期內其函數(shù)式為：

                                        (T     0857-1)

式中：P₀——荷載級位(N);

P_c——荷載初值(N),  一般為0.02p; 

w——圓頻率(rad/s);

t——時間(s)。

4.10 將各傳感器與數(shù)據(jù)采集儀相連接，校正并調零。

4.11 對試件施加0.3p荷載，預壓30s 后卸載。

4.12 荷載由低到高逐級加載。在每級荷載的最后1s, 采集連續(xù)10個荷載波形的最大 荷載和最小荷載，以及相應的最大變形和最小變形。

5 計算

5.1 測量最后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                                         (T     0862-2)

l₀=l_max-l_min                                             (T      0862-3)

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)。

實測荷載振幅與設定荷載振幅的誤差應不超過±5%。

5.2   采用二次曲線方法對荷載振幅與相應的變形振幅進行曲線擬合，如圖T 0862-2 所示。相關系數(shù)R2應在0.95以上，否則需要重新試驗。

二次曲線形式：          l?=a?P2+a?P+a?

圖T 0862-2   荷載振幅與變形振幅的回歸曲線

5.3 對曲線原點進行修正。當荷載振幅為零時，變形振幅也應為零。將測定的變形振幅減去回歸曲線的常數(shù)a?, 作為修正后的變形振幅。

5.4 按式(T 0862-5)計算各級荷載下的動態(tài)彎拉回彈模量。

                              (T 0862-5)

式中：—— 動態(tài)彎拉回彈模量(MPa); 

P——施加的各級平均荷載(N);  

L——試件跨徑(mm);

l?—平均變形的振幅(mm);  

a?——變形振幅修正值(mm);  

b——跨中斷面的寬度(mm);  

h——跨中斷面的高度(mm)。

6 結果整理

6.1    動態(tài)彎拉回彈模量用整數(shù)表示。

6.2 同一組試件試驗中，采用3倍標準差方法剔出異常值。小梁異常值不超過1個， 中梁異常值不超過2個，大梁異常值不超過3個。異常值數(shù)量超過上述規(guī)定的試驗重做。

6.3      同一組試驗的變異系數(shù)C(%)     符合下列規(guī)定，方為有效試驗：中梁，C_v≤10%;      大梁 ，C_v≤15%。 如不能保證變異系數(shù)小于上述規(guī)定，則還應按允許誤差10%和90%概率重新計算增加試件數(shù)量，并另做新試驗。

7 報告

報告應包括以下內容：

(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)試件干密度或壓實度；

(6)吸水量以及測回彈模量時的含水率；

(7)動態(tài)彎拉回彈模量，用整數(shù)表示；

(8)n   個試驗結果的最小值和最大值、平均值 、標準差S 和變異系數(shù)C_v(%) 和一定保證 率下的代表值, 其中Z_a為標準正態(tài)分布表中隨保證率而變的系數(shù)。

8  記錄格式

本試驗的記錄格式見表T 0857-1。

表 T 0857-1 無機結合料穩(wěn)定材料動態(tài)彎拉回彈模量試驗記錄

工程名稱                           試件尺寸                                       

路段范圍                              試驗方法                                                 

材料名稱                        試樣編號                     

最大粒徑                         

動態(tài)彎拉回彈模量試驗記錄(一)

動態(tài)彎拉回彈模量試驗記錄(二)

試驗：                       校核：                       試驗日期：

條文說明

實際道路中，路面結構承受的車輪運動荷載是連續(xù)半正弦波動態(tài)荷載。在靜態(tài)模量試驗中，荷載緩慢加載，時間較長，與路面結構承受車輪動載的受力狀況存在一定差異，基于此，本次修訂增加補動態(tài)彎拉回彈模量試驗方法，以便試驗人員根據(jù)試驗目的選擇使用.