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T0745-2025沥青混合料重复压缩试验
关键字: T0745-2025沥青混合料重复压缩试验 日期: 2025-10-20 5:26:36 点击 34228 次

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T0745-2025沥青混合料重复压缩试验
 
 1 目的与适用范围
 1.1 本方法适用于三轴重复压缩法测定沥青混合料的蠕变速率,以评价其高温性能。
 1.2 本方法适用于室内成型试件或现场取芯试件的蠕变速率测试。
2 仪具与材料
 2.1 三轴试验仪
 2.1.1 加载系统:根据轴向荷载加载方式可分为伺服液压,气动、电磁等类型,轴向压力介质可采用水、油或空气。加载系统所有部件应采用硬化不锈钢材质。
 1) 围压加载方式:根据围压施加方式,三轴试验系统可分为三类,典型结构形式如图T0745-1~图T0745-3所示。图T0745-1A型三轴重复压缩试验装置1-动力制动器;2-压力室;3-试件;4-围压;5-真空泵
 图T0745-2B型三轴重复压缩试验装置1-动力制动器;2-压力室;3-试件;4-围压;5-真空泵;6-轮胎内胎
 (1) A型:将试件和上、下加载板装入真空乳胶膜中,试验时,乳胶膜套应通过双层0形环密封,并固定在加载板上凹槽中,以确保整个试件完全密封。试件置于压力室内,通过介质对压力室加压来反向对试件施加围压,然后施加轴向重复载荷。
 (2) B型:试件装入橡胶轮胎内胎中,通过给轮胎充气给试件圆周实施围压(上、下端部没有围压)。试验时,将试件、加载板组装好,通过橡胶轮胎充气施加一个围压,再立即通过加载板施加一个与轮胎气压相同的恒定轴向压力,实现整个试件围压平衡。然后再施加轴向重复载荷。
 图T0745-3C型三轴重复压缩试验装置1-动力制动器;2-试件;3-0形环;4-真空膜;5-真空泵
 (3) C型:试件装入真空乳胶膜内,通过抽真空给试件施加一个真空负压来实施围压。将试件和上、下加载板装入真空乳胶膜中,试验时,乳胶膜套应通过双层0形环密封,并固定在加 载板上凹槽中。下加载板有放射状排气孔,且与底座出口管、压力调节阀、真空泵连接。试验 时,直接抽真空在试件内部形成一个负压来实施围压。然后再施加轴向重复载荷。
 2) 加载要求
 (1) 加载系统实现同时对试件施加围压σ。和重复加载的轴向应力σA(t)。围压可以是静态或动态的。一个周期分为加载期t₁和恢复期t₀。加载应力波形可以采用半正弦波形或矩形波形。当围压小于25kPa时,σA(t)应不小于25kPa。
  当采用半正弦波形时,其加载应力波形如图T0745-4所示。重复加载的轴向应力,加载期振幅为σv,其表达式为式(T0745-1。在恢复期σA(t)=σ。。加载频率一般为1Hz或3Hz,围压为50kPa或150kPa,振幅为300kPa或200kPa。
oA(t)a)加载应力图示b)应力波形图T0745-4半正弦波形的三轴加载应力图示和应力波形σA(t)=σ。+σv·[1+sin(2πft-0.5π)](T0745-1)式中:σA(t)——加载期时间t的重复加载的轴向应力,kPa;σ。——围压,kPa;
 σv——加载期,半正弦波轴向应力的振幅,kPa;
 f——加载期的加载频率,是加载期t₁的倒数,Hz;
 t——加载期时间,s。
 (2) 当采用矩形波形时,其加载应力波形如图T0745-5所示。重复加载的轴向应力,强度为σB,其表达式为式(T0745-2);在恢复期σA(t)=σ。。x₁~x₄波形总时间不得超过加载期时间的20%。加载周期和恢复周期一般均为1s, 围压为50kPa或150kPa,强度为300kPa或200kPa。
 
 
 
a)加载应力图示                               b)应力波形
图T 0745-5   静态围压时三轴加载应力图示和重复加载的轴向应力波形
1-应力强度;2-加载时间
a(t)=c。+0
式中: σB——加 载 期 时 间 应 力 强 度 ,kPa。
 
2.1.2  加载板:可采用硬质或镀层处理的钢板,或阳极氧化的高强度铝板,硬度、模 量低于6061-T6的铝板不得使用。加载板直径略大于试件直径10mm,分别置于试件的底 部和顶部,用以将加载装置的施加荷载从试验机传递给试件。加载板应具有足够刚度,施 加250kPa 应力时加载压头的变形应小于2μm。
 
2.1.3 控制系统:能够实现轴压和围压独立控制,且确保加载过程中控制的应力 没有过调制。控制系统应包括一个可编程函数发生器和一个控制电路,用于生成所 需的加载信号。在测量过程中,围压和轴向应力的振幅或强度,控制精度应达到 ±2%。
 
2.1.4      荷载传感器:量程不小于5kN, 精度±10N,响应频率不小于试验频率的 1 0 倍 。
 
2.1.5     位移传感器:一般2个,量程不小于10mm,精度±2%(测量范围5mm), 响应 频率不小于试验频率的10倍,通过测定上加载板高度变化来测记试件轴向永久变形。


2.1.6  温度传感器:量程应满足测量要求,精度±0.5℃。
 
2.1.7  数据采集系统:采集压力、位移、加载次数、温度等数据。采集频率应满足试 验要求。每次数据采集应在加载期、恢复期的固定时刻进行。对于半正弦波加载模式,应 在信号最小值处进行采集。而对于矩形波,则应在恢复期进行采集,且尽可能接近下一个 脉冲荷载。
 
2.1.8  温控箱:控温精度±1℃,容积足够大,宜能够容纳2个试件。
 
2.2     聚四氟乙烯薄膜:两张,直径稍大于加载板直径,厚度0.25mm,按现行《硫化橡胶  或热塑性橡胶  硬度的测定  第4部分:用邵氏硬度计法(邵尔硬度)测定压入硬度》 (GB/T    39693.4)或《硫化橡胶或热塑性橡胶  压入硬度试验方法第1部分:邵氏硬度  计法(邵氏硬度)》(GB/T    531.1—2008)测定23℃±2℃的邵氏硬度为50A~60A,用于放  在两个加载板与试件之间。
 
2.3  角度尺:金属材质,结构示意图如图T0745-6 所示。
 
图T0745-6     角度尺
 
 
2.4  其他:天平、游标卡尺、硅油、胶乳橡胶膜等。
3  动态模量测试系统标定
3.1  数据测量系统首次使用或使用中每年或每测试200次,进行一次标定。
 
3.2  环境箱首次使用或使用中每年进行一次控温精度标定。
 
3.3  检查测量系统,以确保荷载、变形数据采集通道之间没有过大的相位偏移。
4  试验准备
4.1     对于公称最大粒径≤16mm 的沥青混合料,试件直径应不小于50mm;对于公称最 大粒径>16mm 的沥青混合料,试件直径应不小于75mm。高径比一般为1.5。


4.2  按如下要求成型试件:
(1)按T0740 拌制沥青混合料试样,或按T0701 从拌和楼取沥青混合料试样;试样 室内短期老化后,按本规程T0702 、T 0703 或 T0736  成型大试件(以与钻取的小试件区 别)。也可按T0701 从现场钻取或切割试件。
(2)大试件放置水平;固定取芯机和大试件,钻头与大试件对中垂直,调整合适旋转 速度,缓慢匀速向下钻取满足直径要求的芯样,周边面光滑、平整,且与两个端面垂直。
(3)将芯样水平固定在切割机上,芯样轴向与锯片垂直,合理调整切割机锯片旋转速 度和试件推进速度,切除芯样两端,得到满足高度要求的钻芯试件。切割的试件两个端面 平行,且表面平滑平整;采用直尺和塞尺,沿直径方向测量沟纹高差,每转动120°测定一 次,测定3次;每个方向上沟纹高差控制在±0.05mm 内。试件的两个端面与其轴向垂 直,采用角度尺检查垂直偏差不超过2°,否则试件应舍弃。
 
4.3  在三个位置测定试件直径、高度。按本规程相关试验方法测定试件的空隙率、 VMA 和 VFA 等参数,其空隙率与设计空隙率之差应≤41%。
 
4.4     准备好的试件在不超过20℃、相对湿度低于80%的室内放置8h 以上风干。或采 用真空干燥仪烘干,先将试件用干毛巾等擦除表面水后,在室温23℃±5℃静置不少于 1h,放入真空干燥仪,在低于0.8kPa的真空条件下干燥约30min至恒重。
 
4.5     若试件制备后2d内不进行试验,需用聚乙烯薄膜将其包裹好,在5~15℃环境下 避光保存,存放时间不宜超过14d,  且不可堆叠。
 
4.6  一组试验不少于3个有效试件。
 
4.7  确定试验温度和试验参数。
(1)对于表面层沥青混合料,试验温度为60℃,围压为150kPa, 半正弦波振幅为 300kPa, 加载期频率为3Hz, 或矩形波,强度为300kPa, 加载期、恢复期均为1s 。当评价慢 速交通影响时,可采用加载期频率1Hz。
(2)对于其他结构层沥青混合料,试验温度为50℃,围压为50kPa,半正弦波振幅为 200kPa, 加载期频率为3Hz, 或矩形波,强度为200kPa, 加载期、恢复期均为1s。当评价慢 速交通影响时,可采用加载期频率1Hz。
5  试验步骤
5.1  启动动态测试系统,设置试件信息,按4.7设置试验温度、加载频率或加载期、恢 复期、应力水平等试验信息。
 
5.2  启动环境箱,加热至试验温度,使压力室中介质、荷载传感器等达到试验温度±1℃。


5.3  将试件、加载板、薄膜放入已达试验温度的环境箱中。同时在环境箱中放置相同 尺寸已测试件,在其中部贴一个温度传感器,根据传感器测定的内部温度判断待测试件是 否达到试验温度。
 
5.4  当环境箱和试件内部温度达到试验温度,再恒温30~60min。
 
5.5  打开环境箱,按下加载板、薄膜、试件、薄膜、上加载板顺序,装入胶乳橡胶膜套内, 用0形圈密封、固定;或将试件放入橡胶轮胎内胎中,充气、固定。
 
5.6  按组装好的试件,对中放在加载装置上,调整试件,使其与上、下加载板对中、同 轴。施加一定的预加载应力,对于半正弦波,应不超过0.02(σ。+2σy); 对于矩形波,应 不超过0.02(σ。+σB)。施加应力应缓慢且平稳。预加载时间不得超过120s。
 
5.7  安装位移传感器。关闭环境箱,待其温度恢复到试验温度。同时等待一定时间, 以消减试件安装产生的应力。
 
5.8  再次按照5.6施加预加载应力,预加载时间为120s±5s 。 预加载完成后,立即施 加围压。施加围压10s 后,开始施加轴向应力,重复加载不少于10000次。
 
5.9  重复加载过程中进行永久变形数据采集。前100次加载中,至少每10次采集一 次数据;第101~1000次加载中,至少每100次采集一次数据;之后至少每500次采集一 次数据。
 
5.10     试验过程中应检查围压和轴向应力是否保持在设定值的±2%内。
 
5.11 重复加载达到10000次,或试件变形量大于6%时,停止试验。如蠕变试验的第 二阶段测量时间过短,可相应延长加载次数。
6  数据处理
6.1  按式(T 0745-3)计算试件的累计应变,精确至0.01。
(T  0745-3)
式中:&;——第i 次加载后试件的累计应变,%;
h₀——预加载后试件高度,mm;
h;——第 i次加载后试件高度,mm。
 
6.2  如图T0745-7 所示,绘制累计应变-加载次数曲线。


 
 
加载次数i
图 T0745-7       累计应变-加载次数曲线
1-初始变形1阶段;2-变形稳定2阶段;3-变形增速3阶段;4-变形变速点;5-蠕变率
 
6.3     按式(T0745-4),    对图 T0745-2   中变形2阶段进行线性回归,得到蠕变速率,精确 至0.01。
8;=a+f。×10⁻⁴×i                                                 (T0745-4)
式中:f——  蠕变速率,με/次。
 
6.4  取3个试件测定值的算术平均值作为混合料的蠕变速率试验结果,精确至 0.1μe/   次。
7  报告
7.1  试验项目名称和执行标准。
 
7.2  沥青混合料的类型
 
7.3  接样日期、样品描述。
 
7.4  试验日期,仪器设备的名称、型号及编号。
 
7.5  试验温度、施加围压、加载波形、脉冲应力的振幅(强度)、频率(加载期和恢复 期)、蠕变曲线、蠕变特性、蠕变速率等。
 
7.6     其他需要说明的情况。
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