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T0862-2024无机结合料稳定材料动态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动态荷载作用下的弯拉回弹模量。
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。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：见图T0853-1所示。
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，应制备不少于15个试件；无机结合料稳定粗粒材料，应制备不少于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 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 按照本规程T0851方法测定混合料的弯拉强度，作为动态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 在试件中部的顶面中间安放位移传感器。
4.8 安放球形支座。
4.9 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);
P·——荷载初值(N),一般为0.02p;
φ——圆频率(rad/s)
t——时间(s)。
4.10 将各传感器与数据采集仪相连接，校正并调零。
4.11 对试件施加0.3p荷载，预压30s后卸载。
4.12 荷载由低到高逐级加载。在每级荷载的最后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-Pmi
l₀=lmx-lmin(T0862-2)(T0862-3)
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);
Pmin——荷载波谷值(N);
lmx——最大变形(mm);
lmin——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T0862-2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+a₄(T0862-4)
图T0862-2荷载振幅与变形振幅的回归曲线
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(T0862-5)量。
式中：E"——动态弯拉回弹模量(MPa);
P—— 施加的备级平均荷载(N);
L—— 试件跨径(mm);
l₀-— 平均变形的振幅(mm);
a₀—— 变形振幅修正值(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 动态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)动态弯拉回弹模量，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(E₇,=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弯拉回弹模量试验记录工程名称路段范围材料名称最大粒径试件尺寸试验方法试样编号动态弯拉回弹模量试验记录(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)

条文说明

实际道路中，路面结构承受的车轮运动荷载是连续半正弦波动态荷载。在静态模量试验中，荷载缓慢加载，时间较长，与路面结构承受车轮动载的受力状况存在一定差异，基于此，本次修订增加补动态弯拉回弹模量试验方法，以便试验人员根据试验目的选择使用产

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