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T0857-2009无机结合料稳定材料室内动态抗压回弹模量试验方法

1 适用范围
本方法适用于测定无机结合料稳定材料的动态抗压回弹模量。
2 仪器设备
2.1 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，可用能产生需要波形的电动液压试验机，要求精度达到5N。
2.2 数据采集系统：包括荷载传感器、位移传感器、荷载计数器以及数据采集仪。
2.3 标准养护室或可控温控湿的养护设备。
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电子天平量程不小于4000g,感量0.01g。
2.5 台秤：量程50kg,感量5g。
2.6 圆形钢板。
3 试件制备和养护
3.1 试验采用1:1的圆柱体试件。细粒材料和中粒材料混合料成型φ100mm×100mm试件，粗粒材料混合料成型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：无机结合料稳定细粒材料，应制备不少于6个试件；无机结合料稳定中粒材料，应制备不少于9个试件；无机结合料稳定粗粒材料，应制备不少于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的标准养生条件进行养生，水泥稳定类土养生龄期为90d,石灰或粉煤灰类稳定材料的养生龄期180d;有条件情况下可快速养生。
3.5 圆柱形试件的两个端面应用水泥净浆抹平。将试件竖立桌上，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。整平至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。饱水过程中水面应高于试件顶面约25mm。
4 试验步骤
4.1 检查试验的机械设备是否正常，应着重检查试验系统的电力供应是否正常。计算机等控制系统的电源应备有延时电源，以防突然断电造成试验数据的丢失和对设备的损坏。选择合理的荷载传感器和位移(应变)传感器的量程，以确保测量结果精度的可靠性。
4.2 根据试验目的，编制有关的试验程序，并进行调试，可靠、稳定后方可进行正式试验。选择一个试件，检查荷载波形是否满足试验精度要求，位移(应变)信号接收是否正常。
4.3 按本规程T0805方法测定混合料的抗压强度，荷载速率为1mm/min,所测强度作为动态模量试验的破坏强度p。
4.4 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。
4.5 设定波形函数发生器，输入 Haversine荷载波形，频率为10Hz,无间歇时间，荷载级位一般设定为5～6级(一般为0.1p、0.2p、0.3p、0.4p、0.5p、0.6p),每级荷载作用次数为200次。动态荷载P,的波形为Haversine波(半正矢波),在一个加载周期内其函数式为：(T0857-1)
式中：P₀——荷载级位(N);
Pe——荷载初值(N),一般为0.02p;
w——圆频率(rad/s);
t——时间(s)
4.6 将各传感器与数据采集仪相连接，校正并调零。
4.7 对试件施加0.3p荷载，预压30s后卸载。
4.8 荷载由低到高逐级加载。每级荷载的最后1s,采集连续10个荷载波形的最大荷载和最小荷载，以及相应的最大变形和最小变形，
5 计算
5.1 测量最后10次加载循环的平均荷载的振幅和平均变形的振幅。
P=Pmx-Pwiw
t₀=lm-lmi
式中：P——平均荷载的振幅(N);
l₀——平均变形的振幅(mm);
Pmx——荷载波峰值(N);
Pi——荷载波谷值(N);
l——最大变形(mm)
lmn——最小变形(mm)。
实测荷载振幅与设定荷载振幅的误差应不超过±5%。
5.2 采用二次曲线方法对荷载振幅与相应的变形振幅进行曲线拟合，如图T0857-1所示。相关系数R²应在0.95以上，否则需要重新试验。二次曲线形式：l₀=a₁P²+a₂P+a₀(T0857-4)
5.3 对曲线原点进行修正。当荷载振幅为零时，变形振幅也应为零。将测定的变形振幅减去回归曲线的常数a₀,作为修正后的变形振幅。
5.4 按式(T0857-5)计算不同荷载级位下的动态抗压回弹模量值。图T0857-1荷载振幅与变形振幅的回归曲线(T0857-5)
式中：E——动态抗压回弹模量值(MPa);
P——施加的各级平均荷载(N);
l₀——平均变形的振幅(mm);
a₀——变形振幅修正值(mm);
h——试件高度(mm);
A——试件截面积(mm²)。
6 结果整理
6.1 动态抗压回弹模最用整数表示。
6.2 同一组试件试验中，采用3倍标准差方法剔出异常值，中试件可有1～2个异常值，大试件可有2<3个异常值。异常值数量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，模量试验结果的变异系数不超过10%;中粒材料模量试验结果的变异系数不超过10%;粗粒材料模量试验结果的变异系数不超过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)无机结合料类型和剂量；
(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)动态抗压回弹模量，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 记录格式
本试验的记录格式见表T0857-1。表T0857-1无机结合料稳定材料动态抗压回弹模量试验记录
工程名称试件尺寸
路段范围试验方法
材料名称试样编号
最大粒径室内动态抗压回弹模量试验记录(一)
设定荷载振幅(kN)周期最小荷载(kN)最大荷载(kN)最小变形(mm)最大变形(mm)荷载振幅(kN)变形振幅(mm设定荷载振幅(kN)平均最小荷载(kN)平均最大荷载(kN)平均最小变形(mm)平均最大变形(mm)平均荷载振幅(kN)平均变形振幅(mm)回弹模量E(MPa)

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