沥青混合料试验.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流沥青混合料试验.精品文档.沥青混合料动态模量试验方法一、目的和适用范围 1本方法用于确定沥青混合料的动态模量。根据材料粒径的不同,将沥青混合料制成不同尺寸的标准圆柱体试件,在无侧限条件下,按一定温度和加载频率对试件施加半正弦弯曲轴向应力(波形与正弦波相同,只是数值全在压力轴一侧),量测试件可恢复的轴向应变,沥青混合料动态模量即此应力与应变之比。非经特殊说明,试验均在20及10Hz条件下进行。2本方法所测动态模量可用于评价沥青混合料材料性质,以及作为路面设计和评价分析的参数。二、仪器与材料 本试验需要下列仪具与材料: 1试验机:即应力控制系统,
2、可用电动液压试验机,要求能施加一定频率范围、恒定大小、作用时间及间歇时间的应力或荷载,带有能产生所需波形的函数发生器。要求加载精度准确至5N。 2环境箱:应能保证试验中试件温度保持在(200.5) ,能存放至少3个试件。3数据采集系统:包括荷载传感器、位移传感器、荷载计数器及数据采集仪(或一块AD板加一台计算机)。 荷载传感器位于试验机压头内,应能在每一个加载循环中量测试件承受的轴向荷载或应力,输送给荷载控制系统,保证试件承受设定的轴向应力。 位移传感器位于试件两侧,同一直径线的两端。可以用LVDTs或其它合适的设备,其精度应准确至1m,并应有良好的动态响应特性。 荷载计数器应能记录荷载循环次
3、数。 数据采集仪应能记录轴向荷载或应力、试件轴向可恢复应变,记录和计算应变幅值、相位角及动态模量。A/D板输入电压范围与试验机输出电压范围相同,精度在12位以上,至少具有两个数据采集通道。 4淬火圆形硬钢板:钢板直径比试件直径约大10mm,分别置于试件顶部及底部,以便把荷载从试验机传向试件。三、试件制备 1室内试件制备:试件采用圆柱体试件,成型方法参见公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ0522000)T 07093或070393。试验需6个试件,试件直径与高度比为1:1。根据沥青混合料粒径不同,按表6-1选用试件尺寸:四、试验步骤 1把试件放在养护室或环境箱内,使其达到规定的试验温度。
4、2将试件上下两端整平。可用水泥和石膏粉(1:1)调成净浆,用调土刀把净浆薄薄地抹在试件两个端面上。稍干后,用直径大于试件直径的圆钢板将试件两个端面的净浆薄层抹平。平压板放在试件端面上,在各个方向都不应有翘动。 3以5.0mm/min的速度将试件一次性压坏,得出沥青混合料的抗压强度P,详细步骤见“公路工程沥青及沥青混合料试验规程”(JTJ0522000)T 071393。4将试件放入加载设备中心,圆形硬钢板置于试件底部和顶端安放稳定。在上压板直径线两端安装位移传感器。 5设定波形函数发生器,输入半正弦波波形、频率、荷载级位、间歇时间(或连续加载,若有间歇时间,一般为荷载持续时间0.1s,间歇0.
5、9s)及荷载作用次数。启动试验机之前,对设定波形进行模拟显示,检查各设定项是否正确。 6将各传感器与数据采集仪相连接,校正并调零。 7. 对试件施加0.1P荷载,预压30s 。 8对试件施加半正弦连续(或间歇)荷载,最大轴向应力为07MPa,加载频率为10Hz,荷载作用时间不少于30s,且尽量不超过45s。采集最后5个波形的荷载及变形曲线,记录并计算试件轴向可恢复变形、动态模量及相位角。 9再对试件施加半正弦连续(或间歇)荷载,最大轴向应力为0.5P,加载频率为10Hz,荷载作用时间不少于30s,且尽量不超过45s。采集最后5个波形的荷载及变形曲线,记录并计算试件轴向可恢复变形、动态模量及相位
6、角。停止试验。五、计算1.量测最后五次加载循环的平均荷载和应变幅值,计算轴向应力:六、报告1.沥青混合料参数包括:沥青性质、沥青含量、集料级配、空隙率及试件尺寸。2.试验温度,精确至0.5。3.试验参数:包括所加荷载大小、荷载频率及间歇时间。4.当一组测定值中某个数据与平均值之差大于标准差的k倍时,该测定值应予舍弃。试验数目n为3、4、5、6个时,k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。5.测试资料整理。根据上述确定的有效测试数据,按t分布法整理其代表值E0:6.报告0.7MPa及0.5P轴向应力下沥青混合料动态模量及相位角。沥青混合料劈裂回弹模量试验一、 目的和适用范围1沥青混合料
7、劈裂回弹模量试验目的是对沥青混合料试件,横卧于具有一定宽度的上下加载条之间,按规定的温度、加载频率和荷载持续时间,通过压条对试件施加半正弦的竖向荷载(波形与正弦波相同,只是数值全在压力轴一侧),量测试件可恢复的垂直变形,并根据假定的泊松比计算出回弹模量。2本方法适用于测定热拌沥青混合料(包括沥青混凝土、沥青碎石)的动态劈裂回弹模量。试验温度为150.5,加载频率1.0Hz,其中荷载持续时间0.1s,间歇时间0.9s。3本方法适用于用马歇尔击实法成型的圆柱体试件。试件直径101.6mm0.25mm,高为63.5mm1.3mm,材料粒径不超过26.5mm(圆孔筛30mm)。二、仪具与材料本试验需要
8、下列仪具与材料: 1拌和成型设备 拌和成型设备参见“公路工程沥青及沥青混合料试验规程”(JTJ052料试件制作方法(击实法)T 070293。 2养护设备 养护设备同“沥青混合料抗压强度试验”的二(二)。 3测试设备1)试验机:即应力控制系统,要求应能施加一定频率范围、荷载持续时间及不同大小的应力: 可用能产生所需波形的电动液压试验机,如MTS机、MATTA机及诺丁汉机等。要求加载精度准确到5N。 2)环境箱:控制温度应在15土0.5,能存放至少三个试件。 3)数据采集系统:包括荷裁传感器、位移传感器、荷载计数器及数据采集仪(或一块A/D板加一台计算机)。 4)劈裂夹具:具有上下压条,压条宽度
9、为127mm(对于直径为1015mm的试件)或19mm(对于直径为152mm的试件),压条的内凹表面具有与试件标准半径相等的曲率半径,边缘应光滑:保证上下压条垂直对齐,下压条固定,上压条能亡下自由滑动c 5)恒温水槽:用于试件保温。温度范围能满足试验要求,控温误差土05。 6)其他:游标卡尺、天平、电子秤等。三、试件制备1试件尺寸劈裂试验采用圆柱体试件,试件直径1016mm025mm,高度635mm13mm。2试件成型方法试件成型采用马歇尔标准击实法,参见“公路工程沥青及沥青混合料试验规程”JTJ052-2000。四、测试1测试前准备工作1)测定试件的高度值:沿圆周4等分点用游标年尺量测四点高
10、度,准确至o1mm,以其平均值计。在试件两侧通过圆心画上十字标记c2)按“公路工程沥青及沥青混合料试验规程”规定的方法测定试件的密度、空隙率等物理指标。 3)试件环境条件控制:使恒温水槽达到预定的试验温度05。测试前试件应浸入其中术少于4h,保温试件之间的距离应不小于10mm。 2测试步骤 1)从恒温水槽中取出试件,迅速置于试验台夹具的上、下加载条之间,安放好上加裁条,与侧面的十字画线对准,上下压条应居中、平行,与试件吻合。 2)迅速安装试件垂直变形测定装置:LVDTs装置应固定,上端支在上加载条上。 3)设定波形函数发生器输入半正弦波波形、频率、荷载级位、间歇时间(一般采用加载频率1Hz,荷
11、载持续时间o1s,间歇o9s)及荷载作用次数。启动试验机之前,对设定波形进行模拟显示,检查各设定项是否正确。 4)将各传感器与数据采集仪相连接,校正并调零。 5)对试件施加0.1sp(劈裂强度),预压30s。 6)对试件施加半正弦间歇荷载,轴向应力为435MPa。荷载持续时间0.1s,间歇0.9s,荷载频率为1Hz。荷载作用时间不少于30s,且尽量不超过45s。采集最后5个波形的荷载及变形曲线,记录并计算可恢复垂直变形、动态回弹模量。 7)每次回弹模量测试应在试件从温控箱取出后的4min内完成。如果试验过程是在满足温度控制要求的有空调设备的室内进行的,这一时间限制就不需要。8)要求每组至少三个
12、试件,每一试件测两次回弹模量。第一次测试后,将试件放回温控箱或恒温水槽保温10min,再把试件旋转90,进行第二次试验。3.计算材料的动态劈裂回弹模量五、数据整理1按照上述的公式计算每个周期的动态劈裂回弹模量,取最后5个周期的平均值。若一个或几个计算值大于平均值的15,则剔除偏差最大的值。剩余的4个值中,如果仍有大于其平均值的15的数值,则必须重做试验;否则,如果有小于其平均值的15的数值,数据视为有效。2材料的回弹模量值按t分布法整理,其公式如下:沥青混合料劈裂疲劳试验方法一、目的和适用范围 1沥青混合料的劈裂疲劳性能:是指其在一定间接拉伸应力反复作用下达到疲劳破坏所能承受的荷载作用次数。非
13、经注明,试验均在15条件下进行。 2本方法适用于测定沥青混合料的疲劳性能,得到疲劳寿命一应力方程,确定沥青混合料结构强度系数,用于预估反复交通荷裁下沥青混合料的疲劳寿命,进行沥青路面合理设计。二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料: 1试验机:即应力控制系统,要求虚能施加一定额率范围、荷载持续时间及不同大小的应力。可用能产生所需波形的电动液压试验机,如MTS机、MATTA机及诺丁汉帆等。要求应力加载精度准确到5N。 2环境箱:控制温度应在155,能存放至少三个试件。3数据采集系统:包括荷载传感器、位移传感器、荷载计数器及数据采集仪(或一块AD板加一台计算机)。 荷载传感器位于试验机压头内,应能
14、在每一个加载循环中量测试件承受的轴向荷载或应力,输送给荷载控制系统,通过调整加载设备,保证试件在每一个荷载循环中承受恒定水平的荷载。 位移传感器包括测量水平和垂直变形的传感器。可以用LVDTs或其他合适的设备。 垂直变形传感器位于试件前后两侧,同一直径线的两端,下部与劈裂夹具下支座固定,上端支于上支座上。其精度应准确至1m,并应有良好的动态响应特性。 水平传感器试件左右两侧中央位置,水平轴线两端。其精度应精确至0.1m,并应有良好的动态响应特征。荷载计数器应能记录荷载循环次数。 数据采集仪应能记录加载次数、加载水平、每一完整循环试件水平及垂直可恢复应变及总变形,记录和计算应变幅值、相位角及劲度
15、。AD板输入电压范围与试验机输出电压范围相同,精度在12位以上,至少具有两个数据采集通道c 4劈裂夹具:具有上下压条,压条宽度为12.7mm(对于直径为101.5mm的试件)或19mm(对于直径为152mm的试件),压条的内凹表面具有与试件标称半径相等的曲率半径,边缘应光滑。保证上下压条垂直对齐,下压条固定,上压条能上下自由滑动。三、试件制备1.室内试件制备:集料最大粒径小于或等于26.5mm时,用马歇尔标准击实成型试件的最小高度为63.5mm1.3mm,最小直径为101.6mm 0.25mm;集料最大粒径为38mm时,试件最小高度为76mm1.6mm,最小直径为152mm0.38mm。2.野
16、外钻孔试件:试件应具有光滑的表面,尺寸要求同室内试件。四、试验步骤1以50mmmin的速度将试件一次性加载至破坏,得出沥青混合料的破坏荷载及应力,详细步骤参见公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ 0522000)T 071693。 2计算0.2,0.3,0.4,0.5,0.6倍破坏应力,作为疲劳试验应施加的最大应力,为避免荷载循环间试件脱空造成荷载冲击,可设置最小加载应力不超过最大应力的2。 3将试件保温至150.5,若在恒温水槽中,保持不少于1.5h;若为恒温空气浴,保持至少6h。环境温度应为151,若不能达到,试验应在环境箱中进行。 4将试件放入位于加载设备内的劈裂夹具中,安放稳定,上
17、下压条应居中、平行。安装试件垂直及水平变形量测设备。 5设定波形函数发生器,输入半正弦波波形、频率及荷载级位。波形进行模拟显示,检查各设定项是否正确。 6将各传感器与数据采集仪相连接,校正并调零。 7对试件施加预定频率(非特殊说明,一般指10Hz)及应力的反复、无间断半正弦波荷载。 8选定好试验参数后,就可以开始试验。记录荷载循环次数、试件垂直及水平变形。为尽量反应试件性能随重复应力作用次数的变化情况,可以荷载作用次数为基准,将试验分为四个数据采集区域,每个区域采样时间间隔不同:0l000区,每10次采一个样;l00010000区,每100次采一个样;10000500000区,每l000次采一
18、个样;500000次以上,每10000次采个样。当试件断裂时终止试验,记录破坏时所加荷载次数。每一应力水平下作6次试验。五、计算六、报告1沥青混合料性能:包括沥青性质、沥青含量、集料级配、空隙率及试件尺寸。2试验温度。精确至0.5。3试验参数:包括所加荷载、试件竖向及水平变形、拉伸应力及荷载频率。4报告沥青混合料劈裂强度。5报告沥青混合料应力一疲劳破坏次数方程。沥青混合料弯拉疲劳试验一、 目的和适用范围1. 沥青混合料的弯拉疲劳性能是根据材料粒径的不同,将沥青混合料制成不同尺寸的标准梁试件,按一定温度和加载频率对试件施加反复半正弦弯曲拉伸应力,试件达到疲劳破坏所能承受的荷载作用次数。非经注明,
19、试验均在15条件下进行。2. 本方法适用于测定沥青混合料的疲劳性能,得到疲劳寿命应力方程,确定沥青混合料弯拉结构强度系数,用于预估反复交通荷载下沥青混合料的疲劳寿命,进行沥青路面合理设计。二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料:1. 试验机;即应力控制系统,要求应能施加一定频率范围、荷载持续时间及不同大小的应可用能产生所需波形的电动液压试验机,如MTS机、MATTA机及诺丁汉机等。要求应力加载精度准确到5N。2. 环境箱:控制温度应在150.5,能存放至少三个试件。3. 数据采集系统:包括荷载传感器、位移传感器、荷载计数器及数据采集仪(或一块AD板加一台计算机)。 荷载传感器位于试验饥压头内,
20、应能在每一个加载循环中量测试件承受的轴向荷载或应力,输送给荷载控制系统,通过调整加载设备,保证试件在每一个荷载循环中承受恒定水平的荷载。 位移传感器为测量梁跨中竖向变形的传感器。可以用LVDTs或其他合适的设备。 梁跨中竖向变形传感器位于试件跨中两侧,下部固定在试验机上。其精度应难确至1m,并应有良好的动态响应特性。 荷载计数器应能记录荷载循环次数。 数据采集仪应能记录加载次数、加载水平、每一完整循环试件跨中竖向可恢复变形及总变形,记录和计算应变幅值、相位角及劲度。AD板输入电压范围与试验机输出电压范围相同,精度在12位以上,至少具有两个数据采集通道。4. 弯拉夹具:具有上、下梁式支座。对于小
21、梁试件,下支座中心间距为150mm,上支座小心间距为50mm,上支座位置居中,上支座中心有半径10mm的圆弧形凹槽,以通过钢球及压块与试验机压头相连。三、试件制备室内试件制备:试件成型方法采用滚碾成型,详细步骤参见“公路工程沥青及沥青混合本试验规程”(JTJ 0522000)T 070393。碾压成型后,连试模一起风冷或自然冷却。脱模后,只锯石机切割成要求尺寸和形状。试件尺寸:梁试件分大梁、中梁和小梁三种,其适用范围及试件允许误差如表6-8:四、试验步骤1以50mm/min的速度将试件一次性加载至破坏,得出沥青混合料的破坏荷载及应力,详细步骤参见公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ0522
22、咖)T 071693。注意加载方式为三分点加载,试件高度与跨度比为1:3,相应计算公式有所改变。 2计算0.2,0.3,0.4,0.5,0.6倍破坏应力,作为疲劳试验应施加的最大废力,为避免荷载循环间试件脱空造成荷载冲击,可设置最小加载应力不超过最大应力的2。 3将试件保温至150.5,若在恒温水槽中,保持不少于1.5h;若为恒温空气浴,保持至少6h。环境温度应为150.5,若不能达到,试验应在环境箱中进行。 4将试件放人位于加载设备内的弯拉夹具中,安放稳定。安装试件垂直变形量测设备。 5设定波形函数发生器,输入半正弦波波形、频率及荷载级位。启动试验机之前,对设定波形进行模拟显示,检查各设定项
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