T 0864—2024 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮模量試驗(yàn)方法(側(cè)面法)
1 適用范圍
1.1 本方法適用于通過(guò)測(cè)量試件側(cè)面的變形來(lái)測(cè)定無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的壓縮模量。
2 儀器設(shè)備
2.1 伺服壓力機(jī)：測(cè)量精度不應(yīng)低于±1%,加載速率由計(jì)算機(jī)控制，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)均勻連 續(xù)地加載卸載，并應(yīng)能保持固定荷載，最大量程不小于100kN。
2.2 加載板：采用硬質(zhì)鋼板或高強(qiáng)度鋁板，直徑不小于試件直徑，分別置于試件的底部 和頂部。
2.3 高精度位移傳感器：量程不應(yīng)小于5mm, 分辨率應(yīng)能達(dá)到1μm。位移傳感器安裝見(jiàn)圖T 0863-1 所示。剛性環(huán)通過(guò)螺栓固定在圓柱體試件側(cè)面，螺栓端部應(yīng)為半球形。三個(gè)傳感器應(yīng)固定在其中一個(gè)剛性環(huán)上。測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于試件側(cè)面中部三條偏移角度為120° 的平行直線上，測(cè)點(diǎn)間距L 不應(yīng)小于集料公稱最大粒徑的4倍。試件頂面距離測(cè)點(diǎn)端部不應(yīng)小于20mm。
2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)記錄每隔0.01s 荷載和試件軸向變形。
2.5 試件切割機(jī)：試件切割宜采用雙面鋸，能保證試件兩個(gè)鋸面乎行時(shí)可采用單面鋸。
2.6 游標(biāo)卡尺。
3 試件制備和養(yǎng)護(hù)
3.1 按本規(guī)程T 0843 成型圓柱體試件或現(xiàn)場(chǎng)鉆取芯樣?？刹捎脙煞N試件規(guī)格：細(xì)粒材 料、中粒材料，直徑×高度=φ100mm×150mm; 粗粒材料，直徑×高度=φ150mm×150mm。
3.2 按本規(guī)程T 0845 規(guī)定對(duì)試件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生或快速養(yǎng)生。
3.3 試件高度為150±2mm, 對(duì)于高度超范圍的試件采用切割機(jī)切割試件端面。端面 平整度要求為沿任何直徑方向溝紋高差為±0.05mm, 試件上下端面與試件軸向應(yīng)垂直，允許偏差為±1°,否則應(yīng)舍棄該試件。
3.4 在試件中部和距上下表面1/3試件高度的三個(gè)位置測(cè)定其直徑，每個(gè)位置量測(cè)2次，每測(cè)一次后，將試件旋轉(zhuǎn)90°再測(cè)一次，然后計(jì)算六個(gè)直徑測(cè)量值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差， 允許標(biāo)準(zhǔn)差為2.5mm, 不滿足時(shí)應(yīng)舍棄該試件。對(duì)直徑符合要求的試件，后續(xù)計(jì)算中直徑取六個(gè)直徑測(cè)量值的平均值，準(zhǔn)確至0.1mm。
3.5 試件上下兩個(gè)端面應(yīng)采用水泥凈漿抹平。將試件直立桌面上，在上端面用早強(qiáng)水泥凈漿薄涂一層后，在表面撒少量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。如果有凈漿被鋼板粘去，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，然后按 同樣方法整平另一端面。
3.6 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：對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn) 定細(xì)粒材料、中粒材料，應(yīng)制備不少于9個(gè)試件；對(duì)于無(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。
4 試驗(yàn)步驟
4.1 試件應(yīng)浸水24h, 取出后擦干表面水稱量，試件養(yǎng)生后與成型時(shí)的質(zhì)量相差不應(yīng)大于2%,否則試件失效。試件從搬出養(yǎng)生室到試驗(yàn)完成的時(shí)間間隔應(yīng)盡量短。
4.2 在試件頂面撒少量粒徑為0.3～0.6mm的細(xì)砂，將加載板置于試件頂面，邊按壓 邊旋轉(zhuǎn)，應(yīng)使砂填補(bǔ)試件表面不平整處，并使多余的砂流出。在試件上下端面各放置一張直徑略大于試件的聚四氟乙烯薄膜，將試件放置在加載架上對(duì)應(yīng)加載板中心位置，應(yīng)使試件中心與加載架中心對(duì)齊。
4.3 預(yù)壓：壓力機(jī)以1mm/min 的速度連續(xù)均勻的加載與卸載，對(duì)試件進(jìn)行2次預(yù)壓試驗(yàn)，使加載板與試件表面緊密接觸。預(yù)壓荷載取材料相同齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值。
4.4 壓力機(jī)應(yīng)以1mm/min 的加載速率連續(xù)均勻地施加荷載，直至試件破壞。
4.5 試件應(yīng)變ε應(yīng)取三個(gè)高精度位移傳感器測(cè)得試件變形量的平均值計(jì)算得到。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)記錄“荷載—應(yīng)變”曲線，如圖T0863-2 所示。當(dāng)“荷載—應(yīng)變”曲線起點(diǎn)不在0點(diǎn)位置或曲線起始有輕微震蕩時(shí)，應(yīng)修正曲線起點(diǎn)使(ε0.3,0.3Ft) 點(diǎn)與修正后的(0,0) 點(diǎn)連線在曲線上為直線。
5 計(jì)算
應(yīng)根據(jù)“荷載—應(yīng)變”曲線得到最大荷載和對(duì)應(yīng)0.3倍最大荷載時(shí)壓應(yīng)變，按式(T0864-1)計(jì)算單軸壓縮模量。
(T 0864-1)
式中：Eyc——單軸壓縮模量(MPa);
Ft——最大荷載(N);
D— —試件直徑(mm);
——原點(diǎn)修正后的ε0.3,ε0.3為加載達(dá)到0.3Ft 時(shí)的試件縱向應(yīng)變，ε0.3=△l/L。
6 結(jié)果整理
6.1 單軸壓縮模量用整數(shù)表示。
6.2 同一組試件試驗(yàn)中，應(yīng)采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差方法剔除異常值，對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì) 粒材料和中粒材料，異常值不超過(guò)2個(gè)，對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粗粒材料，異常值不超過(guò)3 個(gè)，異常值數(shù)量超過(guò)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)粒材料和中粒材料，模量試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)不超過(guò) 10%;對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粗粒材料，模量試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)不超過(guò)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(shí)度；
(6)吸水量以及測(cè)壓縮模量時(shí)的含水率；
(7)單軸壓縮模量，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)Cv(%)一 定保證率下的代表值
, 其中Za為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中隨保證率而變的系數(shù)。
條文說(shuō)明
本試驗(yàn)方法參照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50)及山東省交通科研所近年來(lái)的相關(guān)研究成果編制。
從試件搬出養(yǎng)生室到試驗(yàn)完成的試件間隔要盡量短，以免試件散失過(guò)多的水分。
本試驗(yàn)需要三次以上的平行試驗(yàn)，對(duì)于完整性不好或尺寸不合格的試件應(yīng)作廢，本方法給出了試件尺寸合格的判定標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須成型足夠的原始試件來(lái)確保有效試驗(yàn)試件的數(shù)目。
由于不同加載速率對(duì)試件破壞的最大荷載有影響，平行試驗(yàn)試件加載速率應(yīng)盡可能 相等，并在規(guī)定試件內(nèi)使試件達(dá)到破壞，確保最大荷載的可比性。
高精度位移傳感器安裝過(guò)程中應(yīng)配備一套調(diào)整兩個(gè)剛性環(huán)之間的距離l。的裝置以 方便試驗(yàn)操作。例如，可采用三個(gè)螺栓調(diào)整兩個(gè)剛性環(huán)之間的距離，在試驗(yàn)過(guò)程中擰下螺栓。
數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，如果荷載—應(yīng)變曲線的起點(diǎn)不在0點(diǎn)位置，或曲線起始有輕微振蕩，應(yīng)對(duì)曲線起點(diǎn)進(jìn)行修正。連接(ε0.1,0.1Ft) 點(diǎn) 和(ε0.3,0.3Ft) 點(diǎn)并延長(zhǎng)，與橫坐標(biāo)交點(diǎn)即為修正后的(0,0)。
采用養(yǎng)生期180d 的室內(nèi)成型的150mm×150mm×550mm 的石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石大梁試件切割成尺寸為50mm×63.5mm×380mm的小梁試件及鉆取直徑100mm 高度150mm 的圓柱體試件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)加載彎拉彈性模量(10Hz)、線性加載彎拉彈性模量(5kN/s) 、線性加載單軸壓縮模量(側(cè)面法)(1mm/min)、動(dòng)態(tài)壓縮彈性模量(側(cè)面法)(10Hz)、動(dòng)態(tài)壓縮彈性模量(粘貼法)(10Hz)、動(dòng)態(tài)壓縮彈性模量(頂面法)(10Hz)共 6種彈性模量參數(shù)試驗(yàn)方法，結(jié)果對(duì)比如圖T 0864-1 所示。根據(jù)圖T 0864-1 中試驗(yàn)結(jié)果， 動(dòng)態(tài)加載彎拉彈性模量(10Hz)、線性加載彎拉彈性模量(5kN/s)、線性加載單軸壓縮模 量(側(cè)面法)(1mm/min) 基本一致，略小于動(dòng)態(tài)壓縮彈性模量(側(cè)面法)(10Hz) 和動(dòng)態(tài)壓縮彈性模量(粘貼法)(10Hz), 較頂面法高1個(gè)數(shù)量級(jí)。
圖T 0864-1 不同試驗(yàn)方法平均值及方差
