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T0851-2009无机结合料稳定材料弯拉强度试验方法

1 适用范围
本方法适用于测定无机结合料稳定材料的弯拉强度。
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50mm/min。
2.2 加载模具：如图T0851-1 所示。
2.3 标准养护室或可控温控湿的养护设备。
2.4 球形支座。
2.5 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。
2.6 台秤：量程50kg,感量5g。
图T0851-1弯拉试验装置图(尺寸单位：mm)1-机台；2-活动支座；3、8-两个钢球；4-活动船型垫块；5-试件；6、7、9-一个钢球
3 试件制备和养护
3.1 根据混合料粒径的大小，选择不同尺寸的试件尺寸：小梁，50mm×50mm×200mm,适用于细粒材料；中梁，100mm×100mm×400mm,适用于中粒材料①;大梁，150mm×150mm×550mm;适用于粗粒材料。
  注①:由于大梁试件的成型难度较大，在试验室不具备成型条件时，中梁试件的最大公称粒径可放宽到26.5mm。
3.2 按照本规程T0844方法成型梁式试件。
3.3 养生时间视需要而定，水泥稳定材料、水泥粉煤灰稳定材料的养生龄期应是90d,石灰稳定材料和石灰粉煤灰稳定材料的养生龄期应是180d。按照本规程T0845标准养生方法进行养生。
3.4 为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的试验数量要求为：小梁试件不少于6个；中梁试件不少于12个；大梁试件不少于15个。
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%。如采用压力机系统，需调试设备，设定好加载速率。
4.2 球形支座涂上机油，使球形支座能够灵活转动，并安放在上压块上。在上下压块的左右两个半圆形压头上涂上机油。
4.3 试件取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验，保持试件干湿状态不变。
4.4 在试件中部量出其宽度和高度，精确至lmm。
4.5 在试件侧面(平行于试件成型时的压力方向)标出三分点位置。
4.6 将试件安放在试架上，荷载方向与试件成型时的压力方向一致，上下压块应位于试件三分点位置。
4.7 安放球形支座。
4.8 根据试验要求，在梁跨中安放位移传感器，测量破坏极限荷载时的跨中位移。
4.9 加载时，应保持均匀、连续，加载速率为50mm/min,直至试件破坏。
4.10 记录破坏极限荷载P(N) 或测力计读数。
5 计算
按式(T0851-1)  计算弯拉强度。式中：R——弯拉强度(MPa);(T0851-1)
P—— 破坏极限荷载(N);
L——跨距，也就是两支点间的距离(mm);
b——试件宽度(mm):
b——试件高度(mm)。
6 结果整理
6.1 弯拉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倍标准差方法剔出异常值，小梁可异常值不超过1个，中梁异常值不超过2个，大梁异常值不超过3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，方可作为有效试验：小梁C,≤6%;中梁C,≤10%;大梁C≤15%。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，应增加试件数量并另做新试验。
7 报告
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)吸水量以及测弯拉强度时的含水率；
(7)弯拉强度，保留至小数点后2位；
(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(R₂=R₁-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T0851-1。表T0851-1工程名称路段范围混合料名称结合料剂量(%)试件压实度(%)弯拉强度试验记录表试件尺寸(mm)养生龄期(d)加载速率(mm/min)最大干密度(g/cm³)试件号试件制备方法制件日期养生前试件质量m,(g)浸水前试件质量m(g)U浸水后试件质量m₄ (g养生期间的质量损失*m₂-m₃(g厂
吸水量m₄-m₃(g)
养生前试件的高度h₀(mm)
破坏载荷P(N)
弯拉强度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。
试验：校核：试验日期：

条文说明

关于加载速率，《公路柔性路面设计规范》曾规定抗弯拉强度的测定方法采用三分点加载，加载速率为1mm/min。研究表明：由于疲劳试验频率较高，这种方法测定的弯拉强度并不适应用于疲劳试验的要求。编写组按上述1mm/min的方法测定的某种水泥碎石的抗弯拉强度为1.13MPa,变异系数为13.3%,但在实际的疲劳试验过程中，当荷载达到1.13MPa后，作用几百万次仍不破坏。当采用10Hz的加载频率和1mm/min的加载速率两种方法对水泥砂小梁进行平行试验发现：前者的平均抗弯拉强度比后者高出1.44倍，标准差为0.23。若用1.44乘上1.13就可近似得出水泥碎石中梁在10Hz动荷载下的平均抗弯拉强度1.63MPa,这说明快速加载的试验方法测的弯拉强度大于慢速加载时测得的疲劳强度，也说明快速加载测得的弯拉强度更适合用于疲劳试验。
弯拉强度试验有三分点加载和中心点加载两种加载模式，鉴于目前梁式试件的疲劳试验基本采用三分点加载模式，为了使弯拉强度试验结果可用于疲劳试验，本规程采用三分点加载模式。同时，由于路面材料存在较明显的非线性，荷载速率对强度试验结果影响较大，为了用于疲劳试验，弯拉强度试验的荷载速率与抗压强度和劈裂强度试验的荷载速率有明显差别，宜采用快速加载模式，荷载速率为50mm/min,使其尽量与疲劳试验时动态荷载的速率相一致。

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