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T0805-2024无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法

1 适用范围
本方法适用于测定室内成型或现场钻芯取得的无机结合料稳定材料试件的无侧限抗压强度。
2 仪器设备
2.1 标准养护室或可控温控湿的养护设备。
2.2 水槽：深度应大于试件高度50mm。
2.3 压力机或万能试验机(也可用路面强度试验仪和测力计):压力机除符合《液压式压力试验机》(GB/T3722)及《试验机通用技术要求》(CB/T2611)中的要求，其测量精度为±1%,同时应具有加载速率指示装置或加载速率控制装置。上下压板平整并有足够刚度，可均匀地连续加载卸载，可保持固定荷载。开机停机均灵活自如，能够满足试件吨位要求，且压力机加载速率可有效控制在1mm/min。
2.4 电子天平：15kg/0.1g电子天平量程不小于15kg,感量0.1g;5kg/0.01g电子天平量程不水于4000g,感量0.01g。
2.5 量筒、拌和工其，漏头、大小铝盒烘箱等。
2.6 球形支座
2.7 机油：若干。
2.8 游标卡尺：量程200mm。
3 试件制备和养护
3.1 细粒材料①,试件的直径×高=φ50mm×50mm或φ100mm×100mm;中粒材料②,试件的直径×高=φ100mm×100mm或φ150mm×150mm;粗粒材料，试件的直径×高=φ150mm×150mm。
  注①②:施工质量控制的强度试验中，细粒材料的试件直径应为100mm中、粗粒材料试件直径应为150mm。
3.2 按照本规程T0843方法成型径高比为1:1的圆柱形试件。
3.3 按照本规程T0845的标准养生方法进行养生。
3.4 将试件两顶面用刮刀刮平，必要时可用快凝水泥砂浆磨平试件顶面。
3.5 为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的数量要求为：小试件数量不少于6个；中试件数量不少于9个；大试件数量不少于13个。
3.6 如为现场钻取芯样，应切割成标准试件。
4 试验步骤
4.1 根据试验材料的类型和一般的工程经验，选择合适量程的测力计和压力机，试件破坏荷载应大于测力量程的20%且小于测力量程的80%。球形支座和上下顶板上涂上机油，使球形支座能够灵活转动。
4.2 将已浸水24h的试件从水中取出，用软布吸去试件表面的水分，并称试件的质量m₄c
4.3 用游标卡尺量试件的高度h,精确至0.1mm
4.4 将试件放在路面材料强度试验仪或压力机上，并在升降台上先放一扁球座，进行抗压试验。试验过程中，应保持加载速率为1mm/min。记录试件破坏时的最大压力P(N)、
4.5 从试件中心取有代表性的样品(经过打破),按照本规程T0801方法，测定其含水率w。
5 计算
试件的无侧限抗压强度按式(T0805-1)计算。(T0805-1)
式中：R——试件的无侧限抗压强度(MPa);
P——试件破坏时的最大压力(N);
A——试件的截面积(mm²);
D——试件的直径(mm)。
6 结果整理
6.1 抗压强度应保留至小数点后2位。
6.2 同一组试件试验中，采用3倍标准差方法剔除异常值，细、中粒材料异常值不超过1个，粗粒材料异常值不超过2个。异常值超过上述规定的试验重做。
6.3 同一组试验的变异系数C(%)应符合下列规定，方为有效试验：小试件C,≤6%;中试件C,≤10%;大试件C,≤20%。如不能保证试验结果的变异系数小于规定的值，则应按允许误差10%和90%概率重新计算所需的试件数量，增加试件数量并另做新试验。
7 报告
试验报告应包括以下内容：
(1)材料的颗粒组成；
(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的等级；
(3)无机结合料类型及剂量；
(4)最佳含水率和最大干密度及其确定方法；
(5)试件干密度(保留4位小数)或压实度；
(6)吸水量以及测抗压强度时的含水率；
(7)抗压强度，保留2位小数；
(8)若干个试验结果的最小值和最大值、平均值R。、标准差S、变异系数C、和一定保证率下的代表值R(R=R。-ZS),其中Z。为标准正态分布表中随保证率而变的系数。
8 记录
本试验的记录格式见表T0805-1。表T0805-1无侧限抗压强度试验记录表
工程名称试件尺寸(mm)路段范围养生龄期(d)混合料名称加载速率(mm/min)结合料剂量(%)最大干密度(g/cm³)试件压实度(%)试件号试件制备方法制件日期续表T0805-1养生前试件质量m,(g浸水前试件质量m₄(g)
浸水后试件质量m₄(g养生期间的质量损失m₂-m₃(g)吸水量m₄-m₃(g)养生前试件的高度h₀(mm)浸水后试件的高度h(mm)试验的最大压力P(N)无侧限抗压强度R。(MPa)平均值(MPa)变异系数(%)代表值(MPa)
  注：*指水分损失。如养生后试件掉粒或掉块，不作为水分损失。

条文说明

由于水泥稳定材料等各种路面材料的无侧限抗压强度的大小都存在尺寸效应，也就是相同的材料，不同的试件尺寸，其测定的强度水平是不同的。进行无机结合料稳定材料施工质量控制时，试件尺寸、平行试验最少试件数量和变异系数要求应参照《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20)的要求执行。
在进行强度试验时，试件需放置在竖向荷载的中心位置，如采用测力计，测力计中心、球形支座、上压板、试件及不压板(或半球形支座)应处在同一条直线上，避免偏载对试验结果的影响。
试验前，试件表面应用刮刀刮平，避免试件表面不均匀的突起物在试验过程中造成应力集中，导致试验数据失真。必要时，可用快凝的水泥砂浆抹面处理。如需要抹面，应在试件饱水前完成，然后进行饱水。
目前抗压强度标准试件规格的径高比为1:1,有研究表明，此规格试件容易产生顶端应力紊乱现象，因此有些科研单位采用径高比为1:1.5或1:2的试件，表T0805-2为不同径高比试件无侧限抗压强度试验结果，由此看出，对于相同材料，试件径高比不同，其强度相差比较明显，这是值得注意的问题。
表T0805-2不同方法得到试件强度比较
强度代表值强度(MPa)变异系数(%)强度(MPa)变异系数(%)强度(MPa)变异系数(%)强度(MPa变异系数(%)
完整试件φ100mm×100mm φ100mm×150mm φ100mm×200mm φ100mm×300mm
正常界面4.35 13.07 3.55 7.57 3.08 8.05 2.55 18.93
10×30切割φ100mm×100mm φ100mm×150mm φ100mm×200mm
正常界面 3.98 10.69 2.73 6.80 2.94 11.56
同时，进行强度试验时，尽管试件表面进行了处理等，但由于试件与上、下压块之间，在荷载施加过程中仍会产生较大的摩擦力，对试验结果仍会产生比较显著的影响。为此，应采用必要措施消除这种影响，即首先将甘油与滑石粉的混合物(质量比2:1)涂在试件的上、下顶面上，再用60℃左右的溶蜡将两端封闭，可封闭两次，蜡膜厚度1～2mm 左右。然后进行强度测试，表T0805-3为有关的试验结果，可以看出，两端进行处理后，基本消除了界面摩擦力，试件强度大幅度降低，尽管仍为1:1试件，但其强度水平基本上与1:2试件相当。
表T0805-3试件端部状况对于强度的影响表
级配端部状况平均值(MPa) C(%)代表值(MPa)
U 饱水后端部涂甘油 4.12 10.16 3.43
饱水后两端蜡封 2.21 7.16 1.95
饱水后单面蜡封 2.57 9.39 2.17
饱水后正常界面 4.19 9.00 3.57
W 饱水后端部涂甘油 5.35 1.63 5.20
饱水后两端蜡封 2.59 6.67 2.31
饱水后单面蜡封 2.75 6,46 2.46
饱水后正常界面 5.79 5.89 5.22
Y 饱水后端部涂甘油 4.46 9.09 3.79
饱水后两端蜡封 2.18 7.34 1.92
饱水后单面蜡封 2.26 7.97 1.96
饱水后正常界面 5.28 9.72 4.44
由于目前设计指标是采用以往的试验方法测试得的，如采用顶面处理方法测量强度，其强度标准将会大幅降低，工程技术人员还难以接受，工程操作存在一定困难，为此，本规程仍采用以往试验方法，但顶面处理方法暴露出的问题值得引起重视。
除特殊目的外，试件的干密度应与规定的施工过程中必须达到的干密度(压实度×最大干密度)相一致。
根据《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015),在施工前和施工过程中对稳定材料混合料进行材料组成设计，只用7d龄期的抗压强度。如需要不同龄期混合料的强度，则按要求延长养生期。
变异系数 C, 按式(T0805-2)计算：
式中：C,——变异系数； x——算术平均值 S——标准差。(T0805-2)
允许的变异系数 C,是与规定的试验数量n 相对应的。
n用式(T0805-3) 求得。
n=[t₁-a₂C,|e|]²
式中：n试验数量；
t₁-ga— —t分布表中的分位值；
el允许误差，在此取10%。
正态分布表中相同概率(或α)的Z₁-a的值，代入式中计算得n后，再加2或3即为所要的试验数量。在此用90%概率(即α=0.10),Z₁-=1.645。
如果试验结果的C、超过本条的规定，则应按实际的C,值用上式重新计算应做的试验数量，以保证试验结果的精度，并增补所缺的试件数。

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