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T0808-1994无机结合料稳定材料室内抗压回弹模量试验方法(顶面法)

1 适用范围
本方法适用于测定静态荷载条件下的无机结合料稳定材料圆柱形试件的抗压回弹模量试验。
2 仪器设备
2.1 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》(GB/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。
2.2 测变形装置：圆形金属平面加载顶板和圆形金属平面加载底板，板的直径应大于试件的直径，底板直径线两侧有立柱，立柱上装有千分表夹，也可直接利用直径152mm击实筒的底座。
2.3 千分表(1/1000mm):2只(或相同精度的位移传感器，2个),也可采用数据采集系统，包括荷载传感器(1个)、位移传感器(2个)、荷载计数器以及数据采集仪。
2.4 标准养护室或可控温控湿的养护设备。
2.5 水槽：深度应大于试件高度50mm。
2.6 天平：5kg/0.01g电子天平量程不小于4000g,感量0.01g;15kg/0.1g电子天平量程不小于15kg,感量0.1g。
2.7 机油：若干。
2.8 球形支座。
2.9 适合测试范围的测力计。
2.10 圆形钢板。
3 试件制备和养护
3.1 细粒和中粒材料成型φ100mm×100mm试件，粗粒材料成型φ150mm×150mm试件。
3.2 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：对于无机结合料稳定细粒材料，应制备不少于6个试件；对于无机结合料稳定中粒材料，应制备不少于9个试件；对于无机结合料稳定粗粒材料，应制不少于15个试件
3.3 按照本规程T0843方法制备试件
3.4 按照本规程T0845标准养生方法进行养生，水泥稳定类材料养生龄期为90d,石灰或粉煤灰稳定类材料养生龄期180d。
3.5 圆柱形试件的两个端面应用水泥净浆彻底抹平。将试件直立桌上，在上端面用早强高强水泥净浆薄涂一层后，在表面撒少许量0.3～0.6mm的细砂，用直径大于试件的平面圆形钢板放在顶面，加压旋转圆钢板，使顶面齐平。边旋转边平移并迅速取下钢板。如有净浆被钢板粘去，则重新用净浆抹平，并重复上述步骤。一个端面整平后，放置4h以上，然后将另一端面同样整平。整平应达到：加载板放在试件顶面后，在任一方向都不会翘动。试件整平后放置8h以上。
3.6 将端面已经处理平整的试件饱水24h,水面高于试件顶面约25mm。
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试验机，对被测试件施加的压力应在量程的20%～80%范围内。如采用压力机系统，需调试设备，设定好加载速率。
4.2 将试件浸水24h后从水中取出，用布擦干后放在加载底板上，在试件顶面撒少量0.3～0.6mm的细砂，并手压加载板在试件顶面边加压边旋转，使细砂填补表面微观的不平整，并使多余的砂流出，以增加顶板与试件的接触面积。
4.3 安置千分表或传感器，使千分表或传感器在加载顶板直径线的两侧并离试件中心距离大致相等。
4.4 将带有试件的测变形装置放到路面材料强度试验仪的升降台上(也可先将测变形装置放在升降台上再安置试件和千分表),调整升降台的高度，使测力环下端的压头中心与加载板的中心接触。
4.5 预压：先用拟施加的最大荷载的一半进行两次加载卸载预压试验，使加载顶板与试件表面紧密接触。每两次卸载后等待1min,然后将千分表的短指针调到中间位置，并将长指针调到0,记录千分表的原始读数。
4.6 回弹变形测量：将预定的最大荷载分成5~6等份，作为每次施加的压力值。实际施加的荷载应较预定级数增加1级。施加第1级荷载(如为预定最大荷载的1/5),待荷载作用达1min时，记录千分表或传感器的读数，同时卸去荷载，让试件的弹性变形恢复。到0.5min 时记录千分表或传感器的读数，施加第2级荷载(为预定最大荷载的2/5),同前待荷载作用1min,记录千分表或传感器的读数，卸去荷载。卸载后达0.5min时，再记录千分表或传感器的读数，并施加第3级荷载。如此逐级进行，直至记录下最后一级荷载下的回弹变形。
5 计算
5.1 按式(T0808-1)计算每级荷载下的回弹变形l。
l=加载时读数-卸载时读数(T0808-1)
5.2 以单位压力p为横坐标，以回弹变形l为纵坐标，绘制p与l的关系曲线，修正曲线开始段的虚假变形。修正时，一般情况下将第1个和第2个试验点取成直线，并延长此直线与纵坐标轴相交，此交点即为新原点，如图T0808-1所示。
5.3 用加载板上的计算单位压力p以及与相应的回弹变形l按式(T0808-2)计算回弹模量。(T0808-2)
式中：Ee——抗压回弹模量(MPa);
p——计算单位压力(MPa), 对于无机结合料稳定基层材料，取0.5～0.7MPa; 对于
无机结合料稳定底基层材料，取0.2～0.4MPa;
h—— 试件高度(mm);试件回弹变形(mm)图T0808-1单位压力与回弹变形关系曲线
6 结果整理
6.1 抗压回弹模量用整数表示。
6.2 同一组试件试验中，采用3倍标准差方法剔出异常值，φ100mm×100mm试件异常值不超过2个，φ150mm×150mm试件异常值不超过3个。异常值超过上述规定的试验重做。
6.3 对于无机结合料稳定细粒材料、中粒材料，变异系数不超过10%;粗粒材料，变异系数不超过15%。如不能保证变异系数小于上述规定，则还应按允许误差10%和90%概率重新计算增加试件数量，并另做新试验。
7 报告
试验报告应包括以下内容：
(1)集料的颗粒组成；
(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的有效钙和氧化镁含量；
(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)试件干密度或压实度；
(6)吸水量以及测回弹模量时的含水率；
(7)抗压回弹模量，用整数表示；
(8)若干个试验结果的最小值和最大值、平均值E。、标准差S和变异系数C,(%)和一定保证率下的代表值E。(E。=E。-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T0808-1。
表T0808-1无机结合料稳定材料室内抗压回弹模量试验记录表
工程名称试件尺寸路段范围试验方法材料名称试样编号最大粒径室内抗压回弹模量记录表(顶面法)(一)荷载级数单位压力p (MPa)千分表读数(1/1000mm)回弹变形 (1/1000mm)抗压回弹模量E。(MPa)加载卸载左右平左右平均试件编号单位压力E(MPax抗压回弹模量E。(MPa)抗压回弹模量最大值MPa) 抗压回弹模量最小值(MPa)抗压回弹模量平均值(MPa)变异系数(%) 代表值(MPa)

条文说明

整平试件的两个端面是本试验取得较好结果的关键，须认真进行。首先，须用平面加载刚性板放在试件顶面，检查是否有翘动和脱空现象。实践证明，不需要用净浆整平的试件很少。
①为了保证试验过程中试件变形测量的可靠性，一方面选择稳定的、有足够精度的变形测量仪器(如千分表或位移传感器)。另一方面选择合理的荷载级位，荷载级位过小，试件变形量小，测量误差大；如荷载级位过大，造成试件损伤，影响下级荷载施加后试件回弹变形的可靠性。
②在测量回弹变形时，在试件顶面应至少放置两个相同精度的传感器或千分表，且二者应处在同一个直径的两端，距试件中心等距。在每级荷载作用下，两个传感器(或千分表)读数相差不宜超过50%,否则应重新试验。两个传感器测量变形的平均值作为该级荷载作用下的变形值。由于路面材料的非线性，在荷载作用时会出现应力松弛或蠕变现象，为此，当出现应力松弛时，应及时补加荷载，最好采用应力控制模式的自动加载系统以维持试验过程中荷载的稳定；当出现蠕变现象时，为减小蠕变对变形测量的影响，应严格按照本规程要求的时间和荷载速率加载、卸载，并在荷载稳定时间的最后一刻读取传感器的变形读数。
③ 对于荷载水平的施加，宜不超过试件无侧限抗压强度的60%～70%,即施加的最大荷载为抗压强度的60%～70%,并以此为标准等间隔划分出5～6个荷载级位。因此，在进行模量试验时，应首先进行强度试验，根据强度试验结果确定模量的荷载级位。

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