無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗方法

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗方法范圍本文件規(guī)定了無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量的試驗準(zhǔn)備、試驗步驟、數(shù)據(jù)整理、報告編寫等內(nèi)容。本文件適用于道路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量的試驗，所測得的動態(tài)彈性模量可用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料設(shè)計、性能評價，及其半剛性基層瀝青路面設(shè)計與分析的參數(shù)。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中：注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

單軸壓縮動態(tài)彈性模量uniaxialcompressivedynamicelasticmodulus動態(tài)脈沖荷載作用下圓柱形試件在線彈性狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變之比。試驗準(zhǔn)備儀器設(shè)備及要求材料試驗機(jī)：施加偏移正弦波或半正矢波形式荷載的加載設(shè)備，施加荷載的頻率在0.1?Hz～25

Hz之間，最大應(yīng)力水平為6?500?kPa，加載分辨率不大于5?N。環(huán)境箱：控溫范圍為-10?℃～60?℃，控溫精度為±0.5?℃，控制濕度范圍為20%～100%，容量至少能存放3個試件。加載板：宜采用硬質(zhì)鋼板或經(jīng)處理過的高強(qiáng)度鋁板，直徑不小于試件直徑。數(shù)據(jù)測量及采集系統(tǒng)：能測量并記錄試件在每個加載循環(huán)中所承受的軸向荷載和產(chǎn)生的軸向變形。荷載傳感器所需最小量程為0?kN～25?kN，分辨率不大于5?N，誤差不大于1%；位移傳感器可采用線性可變差動位移傳感器或其他合適的設(shè)備，具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，其量程應(yīng)大于1?mm，分辨率不大于0.2?μm，誤差不大于2.5?μm。電動擊實儀：套筒直徑為152?mm、高度為170?mm。鉆機(jī)：鉆頭直徑為100?mm、50?mm或38?mm，鉆機(jī)固定且鉆頭與地面垂直。切割機(jī)：宜采用雙面鋸，單面鋸精度應(yīng)達(dá)到0.1?mm。卡尺：量程300?mm，精度0.05?mm。試件準(zhǔn)備本文件采用直徑為100?mm、50?mm、38?mm，高為150?mm的試件，可室內(nèi)成型或現(xiàn)場鉆取。室內(nèi)成型試件時，按照J(rèn)TG3441中T0843成型，并按照J(rèn)TG3441中T0845養(yǎng)生?，F(xiàn)場鉆取試件時，采用切割機(jī)切除所取試件兩端，保證試件高度為150?mm±2.5?mm。樣本量不宜少于9個。試驗方法與步驟將試件浸水24?h后取出，擦干試件表面的水，在試件頂面撒少量0.2?mm～0.5?mm的細(xì)砂后，手壓加載板在試件頂面邊加載邊旋轉(zhuǎn)，使細(xì)砂填補(bǔ)表面微觀的不平整處，并使多余的砂流出，以增加頂板與試件的接觸面積。將試件放置在試驗加載架的加載板中心位置，應(yīng)注意使試件中心與加載架的中心對齊，加載過程中頂部加載板上的球座應(yīng)能正常工作，使頂部加載板與試件均勻接觸。按圖1所示將位移傳感器安置于試件側(cè)面中部，使其與試件端面垂直，沿圓周等間距安放3個（即每2個相距120°）。調(diào)節(jié)位移傳感器，使其測量范圍可以測量試件中部的壓縮變形。標(biāo)引序號說明：1——試件；2——剛性環(huán)；3——螺栓；4——傳感器；5——可拆卸螺栓。位移傳感器安裝示意圖將試件放入20?℃±2?℃的環(huán)境箱中，恒溫4?h～5?h。當(dāng)試件內(nèi)外的溫度達(dá)到測試溫度以后，開始加載。將試件與上加載板輕微接觸，調(diào)節(jié)位移傳感器并清零，施加試驗荷載，以5%的接觸荷載對試件進(jìn)行預(yù)壓，持續(xù)10?s，使試件與上下加載板接觸良好。對試件施加偏移正弦波或半正矢波軸向壓力試驗荷載，取最大抗壓強(qiáng)度30%作為荷載控制范圍。按表1加載方案由高頻至低頻進(jìn)行試驗。試驗采集并記錄最后5個波形的荷載及變形曲線。各荷載頻率下重復(fù)加載次數(shù)頻率Hz重復(fù)次數(shù)次252001020051001200.5150.115數(shù)據(jù)整理量測最后5次加載循環(huán)中荷載的平均幅值Pi和可恢復(fù)軸向變形平均幅值Δi，然后按照公式（1）～公式（3）計算無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的單軸壓縮動態(tài)彈性模量。 （AUTONUM）式中：σ0?——軸向應(yīng)力幅值，單位為兆帕（MPa）；Pi?——最后5次加載循環(huán)中軸向試驗荷載平均幅值，單位為牛（N）；A??——試件徑向橫截面面積，單位為平方毫米（mm2）。 （AUTONUM）式中：?0?——軸向應(yīng)變幅值；Δi?——最后5次加載循環(huán)中可恢復(fù)軸向變形平均幅值，單位為毫米（mm）；l0??——試件上位移傳感器的量測間距，單位為毫米（mm）。 （AUTONUM）式中：E??——無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量，單位為兆帕（MPa）；σ0??——軸向應(yīng)力幅值，單位為兆帕（MPa）；?0??——軸向應(yīng)變幅值。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量應(yīng)用整數(shù)表示。當(dāng)一組試件的測定值中某個測定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的k倍時，該測定值應(yīng)予舍棄。有效試件數(shù)目n為3、4、5、6時，k值分別為1.15、1.46、1.67、1.82。根據(jù)確定的有效測試數(shù)據(jù)，根據(jù)t分布法應(yīng)按表2給出的有效試件數(shù)與t值關(guān)系，計算整理無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量代表值E。 （AUTONUM）式中：E?——無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量代表值，單位為兆帕（MPa）；ē?——一組試件實測單軸壓縮動態(tài)彈性模量平均值，單位為兆帕（MPa）；S??——一組試件實測值的標(biāo)準(zhǔn)差；n??——一組試件的有效試件個數(shù)；t???——隨保證率變化的系數(shù)，對高速公路及一級公路的保證率為95%，其他等級公路的保證率為90%。有效試件數(shù)與t值的關(guān)系有效試件數(shù)n臨界值k保證率95%保證率90%31.151.6861.08941.461.1770.81951.670.9540.68661.820.8230.60371.940.7340.54482.030.6700.50092.110.6200.466102.180.5800.437112.300.5460.414122.370.5180.393132.440.4940.376142.500.4730.361152.560.4550.347同一試件應(yīng)平行試驗3次取平均值，當(dāng)測XX果最大值與最小值不超過平均20%時，取平均值為試驗結(jié)果。報告編寫試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：集料的顆粒組成、無機(jī)結(jié)合料類型及劑量、試件干密度或壓實度、重型擊實的最佳含水量和最大干密度、試件尺寸、各試驗頻率及在此條件下最后5次加載循環(huán)中應(yīng)力平均幅值σ0、可恢復(fù)軸向應(yīng)變平均幅值?0。試驗報告應(yīng)包括各試驗頻率下無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)模量。試驗報告編寫可參考表3。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗報告無機(jī)結(jié)合料類型無機(jī)結(jié)合料劑量，%試件干密度，g/cm3重型擊實的最佳含水量，%最大干密度，g/cm3試件尺寸，mm集料名稱，mm顆粒組成比例，%試件編號項目試驗頻率/Hz2510510.50.1最后5次加載循環(huán)中應(yīng)力平均幅值σ0，MP