道路建筑材料（第2版）課件 單元五 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料之模塊四 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料性能檢測(cè)

道路建筑材料

單元五無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料課程思政元素：

“獨(dú)立團(tuán)結(jié)”價(jià)值引領(lǐng)：雖說“君子和而不同，小人同而不和”

盡管“尺有所短，寸有所長(zhǎng)”

但只要心往一處想，勁兒往一處使，齊心協(xié)力，各顯其能

最終定會(huì)打造出完美理想的結(jié)果知識(shí)目標(biāo)?了解無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類和組成材料?熟悉無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料各組成材料的技術(shù)要求?掌握無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)性質(zhì)及主要指標(biāo)的檢測(cè)方法能力目標(biāo)?能夠依據(jù)據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；并能依照《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》對(duì)所測(cè)定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定和對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料進(jìn)行組成設(shè)計(jì)?能夠規(guī)范填寫實(shí)驗(yàn)原始記錄，并獨(dú)立出具相關(guān)試驗(yàn)報(bào)告模塊五

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料性能檢測(cè)5.1無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試件制作方法(圓柱形)(JTG3441T0843-2009)5.1無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試件制作方法(圓柱形)(一)目的與適用范圍本方法適用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、間接抗拉強(qiáng)度、室內(nèi)抗壓回彈模量、動(dòng)態(tài)模量、劈裂模量等試驗(yàn)的圓柱形試件。(二)儀器設(shè)備1、方孔篩：孔徑53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、4.75mm、和2.36mm的篩各一個(gè)。2、試模：(1)細(xì)粒土：試模的直徑×高=Φ50mm×50mm；(2)中粒土：試模的直徑×高=Φ100mm×100mm；(3)粗粒土：試模的直徑×高=Φ150mm×150mm。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試模3、電動(dòng)脫模器。4、反力架：反力為400kN以上。5、液壓千斤頂：200～1000kN。6、鋼板尺：量程200mm或300mm，最小刻度1mm。7、游標(biāo)卡尺：量程200mm或300mm。8、電子天平：量程15kg，感量0.1g；量程4000g，感量0.01g。9、壓力試驗(yàn)機(jī)：可替代千斤頂和反力架，量程不小于2000kN，行程、速度可調(diào)。萬能試驗(yàn)機(jī)(三)試驗(yàn)準(zhǔn)備1、試件的徑高比一般為1:1，根據(jù)需要也可成型1:1.5或1:2的試件。試件的成型根據(jù)需要的壓實(shí)度水平，按照體積標(biāo)準(zhǔn)，采用靜力壓實(shí)法制備。2、將具有代表性的風(fēng)干試料(必要時(shí)，也可以在50℃烘箱內(nèi)烘干)用木錘和木碾碾碎，但應(yīng)避免破碎粒料的原粒徑。按照公稱最大粒徑的大一級(jí)篩，將土過篩并進(jìn)行分類。3、在預(yù)定做試驗(yàn)的前一天，取有代表性的試料測(cè)定其風(fēng)干含水率。對(duì)于細(xì)粒土，試樣應(yīng)不少于100g；對(duì)于中粒土，試樣不少于1000g；對(duì)于粗粒土，試樣的質(zhì)量應(yīng)不少于2000g。4、用擊實(shí)試驗(yàn)法確定無機(jī)結(jié)合料混合料的最佳含水率和最大干密度。5、根據(jù)擊實(shí)結(jié)果，稱取一定質(zhì)量的風(fēng)干土，其質(zhì)量隨試件大小而變。對(duì)于Φ50mm×50

mm的試件，1個(gè)試件約需干土180~210g；對(duì)于Φ100mm×100mm的試件，1個(gè)試件約需干土1700~1900g；對(duì)于Φ150mm×150mm的試件，1個(gè)試件約需干土5700~6000g。

對(duì)于細(xì)粒土，一次可稱取6個(gè)試件的土；對(duì)于中粒土，一次宜稱取3個(gè)試件的土；對(duì)于粗粒土，一次只能稱取1個(gè)試件的土。6、將準(zhǔn)備好的試料分別裝入塑料袋中備用。(四)試驗(yàn)步驟1、調(diào)試成型所需的各種設(shè)備，檢查是否運(yùn)行正常；將成型用的模具擦拭干凈，并涂抹機(jī)油。成型中、粗粒土?xí)r，試模筒的數(shù)量應(yīng)與每組試件的個(gè)數(shù)相配套。上下墊塊應(yīng)與試模筒相配套，上下墊塊能夠剛好放入試筒內(nèi)上下自由移(一般來說，上下墊塊直徑比試筒內(nèi)徑小約0.2mm)且上下墊塊完全放入試筒后，試筒內(nèi)未被上下墊塊占用的空間體積能滿足徑高比為1：1的設(shè)計(jì)要求。2、對(duì)于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土，至少應(yīng)該制備6個(gè)試件，對(duì)于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒土和粗粒土，至少應(yīng)該分別制備9個(gè)和13個(gè)試件。3、根據(jù)擊實(shí)結(jié)果和無機(jī)結(jié)合料的配合比按(試3-1)計(jì)算每份料的加水量、無機(jī)結(jié)合料的質(zhì)量。4、將稱好的土放在長(zhǎng)方盤(約400

mm×600

mm×70

mm)內(nèi)。向土中加水拌料悶料。石灰穩(wěn)定材料、水泥和石灰粉煤灰綜合穩(wěn)定材料，可將石灰或粉煤灰和土一起拌和，將拌和均勻的試料放在密閉容器內(nèi)浸潤備用。

對(duì)于細(xì)粒土(特別是黏性土)，浸潤時(shí)的含水率較最佳含水率小3%，對(duì)于中粒土和粗粒土按最佳含水率加水；對(duì)于水泥穩(wěn)定類材料，加水量應(yīng)比最佳含水率小1~2%。應(yīng)加的水量可按下式計(jì)算：式中:

mw—混合料中應(yīng)加水的質(zhì)量，g；

mn—混合料中素土(或集料)的質(zhì)量，g，其原始含水率為wn，即風(fēng)干含水率，%；

mc—混合料中水泥或石灰的質(zhì)量，g，其原始含水率為wc，%(水泥的wc通常很小，也可以忽略不計(jì))；

w—要求達(dá)到的混合料的含水率，%。浸潤時(shí)間：黏性土為(12～24)

h；粉性土、砂礫土、紅土砂礫、級(jí)配砂礫等可縮短到4

h左右；含土很少的未篩分碎石、砂礫及砂可以縮短到2

h，浸潤時(shí)間一般不超過24

h。5、在試件成型前1

h內(nèi)，加入預(yù)定數(shù)量的水泥并拌和均勻。在拌和過程中，應(yīng)將預(yù)留的水(細(xì)粒土為3%，水泥穩(wěn)定類為1%~2%)加入土中，使混合料達(dá)到最佳含水率。拌和均勻的加有水泥的混合料應(yīng)在1

h內(nèi)按下述方法制成試件，超過1

h的混合料應(yīng)該作廢。其他結(jié)合料穩(wěn)定土的混合料雖不受此限，但也應(yīng)盡快制成試件。6、用反力框架和液壓千斤頂，或采用壓力試驗(yàn)機(jī)制件。

將試模的下壓柱放入試模的下部，但外露2

cm左右。將稱量的規(guī)定數(shù)量m2的穩(wěn)定材料混合料分2~3次灌入試模中，每次灌入后用夯棒輕輕均勻插實(shí)。如制的是Φ50

mm×50

mm的小試件，則可以將混合料一次倒入試模中，然后將與試模配套的上墊塊放入試模內(nèi)，應(yīng)使其也外露2

cm左右(即上下墊塊露出試模外的部分應(yīng)該相等)。7、將整個(gè)試模(連同上下墊塊)放到反力框架內(nèi)的千斤頂上(千斤頂下應(yīng)放一扁球座)或壓力機(jī)，以1

mm/min的加載速率加壓，直到上下墊塊都?jí)喝朐嚹橹?。維持壓力2

min。8、解除壓力后，取下試模，并放到脫模器上將試件頂出。用水泥穩(wěn)定有黏結(jié)性的材料(如黏質(zhì)土)時(shí)，制件后可立即脫模；用水泥穩(wěn)定無黏結(jié)性的細(xì)粒土?xí)r，最好過2~4

h再脫模。對(duì)中、粗粒土的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，也最好過2~6h再脫模。9、在脫模器上取試件時(shí)，應(yīng)用雙手抱住試件側(cè)面的中下部，然后沿水平方向輕輕旋轉(zhuǎn)，待感覺到試件移動(dòng)后，再將試件輕輕捧起，放置到試驗(yàn)臺(tái)上，切勿直接將試件向上拔起。10、稱試件的質(zhì)量m2，小試件準(zhǔn)確到0.01

g；中試件準(zhǔn)確到0.01

g；大試件準(zhǔn)確到0.1

g。然后用游標(biāo)卡尺量試件的高度h，準(zhǔn)確到0.1

mm。檢查試件的高度和質(zhì)量，不滿足成型標(biāo)準(zhǔn)的試件作為廢件。11、試件稱量后應(yīng)立即放在塑料袋中封閉，并用潮濕的毛巾覆蓋，移放至養(yǎng)生室。(五)結(jié)果整理1、單個(gè)試件的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量：

考慮到試件成型過程中的質(zhì)量損耗，實(shí)際操作過程中每個(gè)試件的質(zhì)量可增加0~2%，即：每個(gè)試件的干料(包括干土和無機(jī)結(jié)合料)總質(zhì)量：每個(gè)試件中的無機(jī)結(jié)合料質(zhì)量：外摻法：

內(nèi)摻法：每個(gè)試件中的干土質(zhì)量：

每個(gè)試件中的加水量：驗(yàn)算：

式中：V——試件體積，cm3；

wopt——混合料最佳含水率，%；

ρmax——混合料最大干密度，g/cm3；

γ——混合料壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，%；

m0、

——混合料質(zhì)量，g；

m1——混合料質(zhì)量，g；

m2——無機(jī)結(jié)合料質(zhì)量，g；

m3——干土質(zhì)量，g；

δ——計(jì)算混合料質(zhì)量的冗余量，%；

α——無機(jī)結(jié)合料的摻量，%；

mw——加水的質(zhì)量，g。2、數(shù)據(jù)整理(1)小試件的高度誤差范圍應(yīng)為－0.1～0.1cm，中試件的高度誤差范圍應(yīng)為－0.1～0.15cm，大試件的高度誤差范圍應(yīng)為－0.1～0.2cm。(2)質(zhì)量損失：小試件應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量5g，中試件應(yīng)不超過25g，大試件應(yīng)不超過50g。5.2無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法(JTG3441T0805-2024)5.2無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法(一)目的與適用范圍本方法適用于測(cè)定無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料(包括穩(wěn)定細(xì)粒土、中粒土和粗粒土)試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。(二)儀器設(shè)備1、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室。2、水槽：深度應(yīng)大于試件高度50mm。3、壓力機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)(也可用路面強(qiáng)度儀和測(cè)力計(jì))：壓力機(jī)應(yīng)符合相應(yīng)的要求，其測(cè)量精度為±1%，同時(shí)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，可以均勻地連續(xù)加載卸載，可以保持固定荷載。開機(jī)停機(jī)均靈活自如，能夠滿足試件噸位要求，且壓力機(jī)加載速率可以有效控制在1mm/min。4、電子天平：量程15kg，感量0.1g；量程4000g，感量0.01g。5、量筒、拌和工具、大小鋁盒、烘箱等。6、球形支座。7、

機(jī)油：若干。路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀(三)試驗(yàn)準(zhǔn)備1、試件制備

細(xì)粒土：試模的直徑×高=Φ50mm×50mm；

中粒土：試模的直徑×高=Φ100mm×100mm；

粗粒土：試模的直徑×高=Φ150mm×150mm。2、按照現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程的方法成型徑高比為1:1的圓柱形試件。3、按照現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生方法進(jìn)行7d的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生。4、將試件兩頂面用刮刀刮平，必要時(shí)可用快凝水泥砂漿抹平試件頂面。5、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)目為：小試件不少于6個(gè)；中試件不少于9個(gè)；大試件不少于13個(gè)。(四)試驗(yàn)步驟1、根據(jù)試驗(yàn)材料的類型和一般的工程經(jīng)驗(yàn)，選擇合適量程的測(cè)力計(jì)和壓力機(jī)，試件破壞荷載應(yīng)大于測(cè)力量程的20%且小于測(cè)力量程的80%。將球形支座和上下頂板涂上機(jī)油使球形支座能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。2、將已浸水一晝夜的試件從水中取出，用軟布吸去試件表面的水分，并稱試件的質(zhì)量m4。3、用游標(biāo)卡尺量試件的高度h，準(zhǔn)確到0.1

mm。4、將試件放到路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上，并在升降臺(tái)上先放一扁球座，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持速率約為1

mm/min，記錄試件破壞時(shí)的最大壓力P(N)。5、從試件內(nèi)部取有代表性的樣品(經(jīng)過打破)，按照現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程的方法，測(cè)定其含水率w。(五)結(jié)果整理1、試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度Rc，按式計(jì)算：

式中：

Rc—試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，MPa；

P—試件破壞時(shí)的最大壓力，N；

A—試件的截面積，mm2，

；

D—試件的直徑，mm。2、數(shù)據(jù)處理

(1)抗壓強(qiáng)度保留1位小數(shù)。

(2)同一組試件試驗(yàn)中，采用3倍均方差方法剔除異常值，小試件可允許有1個(gè)異常值，中試件允許有(1～2)個(gè)異常值，大試件允許有(2～3)個(gè)異常值。異常值數(shù)量超過上述規(guī)定的應(yīng)重做試驗(yàn)。

(3)同一組試驗(yàn)的變異系數(shù)Cv(%)應(yīng)符合下列規(guī)定，才是有效試驗(yàn)：小試件Cv≤6%；中試件Cv≤10%；大試件Cv≤15%。如果不能保證試驗(yàn)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