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T0853-2009无机结合料稳定材料弯拉回弹模量试验方法

1 适用范围
本方法适用于采用三分点加载的方法测定无机结合料稳定材料在静态荷载作用下的弯拉回弹模量。
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/T26Y1)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/mín。
2.2 数据采集系统：包括荷载传感器、千分表或位移传感器荷载计数器以及数据采集仪。位移传感器用于测量跨中竖向变形，安装于试件跨中的两侧。
2.3 加载模具：如图T0853-1所示。
图T0853-1弯拉回弹模量试验装置示意图(尺寸单位：mm)1-可移动支座；2-试件；3-加载支座；4-千分表；5-千分表架
2.4 标准养护室或可控温控湿的养护设备。
2.5 电子天平：15kg/0.1g电子天平量程不小于15kg,感量为0.1g;5kg/0.01g电子天平量程不小于4000g,感量为0.01g。
2.6 台秤：量程50kg,感量5g。
2.7 球形支座。
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：中梁，100mm×100mm×400mm,适用于细粒材料和中粒材料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 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9个试件；无机结合料稳定中粒材料，应制不少于15个试件；无机结合料稳定粗粒材料，应制不少于19个试件。
3.3 按照本规程T0844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
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，被测试件施加压力应在设备量程的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，并安放在上压头上。在上下压块的左右两个半圆形压条上涂上机油。
4.3 按照本规程T0851方法测定混合料的弯拉强度，作为弯拉回弹模量试验的破坏荷载P.
4.4 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。在试件中部量出其宽度和高度，精确至1mm。
4.5 在试件侧面(平行于试件成形时的压力方向)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，上下压头应位于试件三分点位置。
4.7 在试件跨中顶面两侧分别安放1个千分表或位移传感器。
4.8 安放球形支座。
4.9 预压：先用拟施加的最大载荷的一半进行两次加载卸载预压试验(设定的最大压力值不宜超过破坏荷载的0.6～0.7倍),使加载顶板与试件表面紧密接触。每两次卸载后等待1min。如采用千分表测量变形时，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。
4.10 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，记录千分表或位移传感器的读数，同时卸去荷载，让试件的弹性变形恢复。到0.5min时记录千分表或位移传感器的读数，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,记录千分表或位移传感器的读数，卸去荷载。卸载后达0.5min时，再记录千分表或位移传感器的读数，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(T0853-1)计算每级荷载不的回弹变形。l=加载时平均读数-卸载后平均读数(T0853-1)
5.2 以单位压力p=b₀为横坐标，回弹变形人为纵坐标绘制p与1关系曲线。若曲线开始段出现下凹现象，需进行修正。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。
5.3 按式(T0853-2)计算各级荷载下的弯拉回弹模量。(T0853-2)
式中：E——弯拉回弹模量(Mpa);
p—— 施加的各级荷载(N);
P₀——荷载初值(N);
L——试件跨径(mm);
l——跨中挠度变形回弹变形(mm);
b——跨中断面的宽度(mm);
h——跨中断面的高度(mm)。
6 结果整理
6.1 弯拉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。小梁异常值不超过1个，中梁异常值不超过2个，大梁异常值不超过3个。异常值数量超过上述规定的试验重做。
6.3 同一组试验的变异系数C(%)符合下列规定，方为有效试验：中梁，C,≤10%;大梁，C≤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
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)弯拉回弹模量，用整数表示；
(8)n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(E₂=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T0853-1表T0853-1室内弯拉回弹模量试验记录表工程名称路段范围材料名称最大粒径试件尺寸验级数单位压力p(MPa)千分表读数(1/1000mm)回弹变形l(1/1000mm)弯拉回弹模量E(MPa)卸载左右平左均。

条文说明

现在一些设备的加载系统(包括MTS)具有能直接测定压头处的变形的功能，为了简化试验步骤和方法，有些试验操作者直接取压头处的变形值作为弯拉变形值。由于试验机促动器的测变形装置精度不够，导致所测试的值偏小。因此对具有试验机促动器的压力设备，必须保证测试精度足够的情况下，才可直接用来测试，否则必须单独安装千分表或传感器.

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