CN103245561B - 一种沥青混合料静态模量测试方法 - Google Patents

一种沥青混合料静态模量测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沥青混合料静态模量测试方法，包括如下步骤：（1）制备沥青混料的圆柱形试件和两块钢制压头；（2）将圆柱形试件和两块钢制压头放入目标温度的恒温箱内保温5h以上；（3）取出圆柱形试件和两块钢制压头，将两块钢制压头分别置于圆柱形试件两端面的中心位置；（4）通过对钢制压头加载速率方式对圆柱形试件进行荷载，同时记录圆柱形试件的荷载-变形曲线；（5）通过圆柱形试件的荷载-变形曲线以及圆柱形试件的结构尺寸计算沥青混合料的静态模量。本发明提供的沥青混合料静态模量测试方法，使用的局部加载试验可以有效模拟沥青混合料在实际路面中受到的侧约束；使用的试验设备简单、操作简易，一般实验室均可进行试验。

Description

一种沥青混合料静态模量测试方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混合料静态模量测试方法，属于沥青混合料力学性能测试技术。
背景技术
我国《沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052—2000）中使用的沥青混合料单轴压缩试验不能模拟实际沥青路面的侧向约束。然而，有无侧向约束对混合料变形特性影响较大，因此有侧限则能更真实模拟实际情况。只有能模拟实际路面沥青混合料围压状态（包括侧向约束）的试验才能得到准确的力学参数。实际路面中的侧向约束会因沥青混合料的性能、荷载的大小和温度的变化而变化，所以施加一个固定的侧限围压与实际路面受力状态明显不符。
三轴试验可以用于测量沥青混合料的静态模量。但三轴试验的缺点在于其没有很好的模拟实际路面沥青混合料的受力状态，其侧向约束的围压是固定值。同时，三轴试验围压的施加十分困难，需要密闭的三轴室，对试验设备的要求很高，不利于试验方法的推广。因此，设置一种能模拟沥青混合料真实侧向约束和操作简易的测量沥青混合料静态模量的方法具有很好的现实意义。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种沥青混合料静态模量测试方法，可以有效模拟沥青混料料在实际路面中受到的侧向约束，且设备简单、操作方便。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种沥青混合料静态模量测试方法，包括如下步骤：
（1）制备沥青混料的圆柱形试件和两块钢制压头；
（2）将圆柱形试件和两块钢制压头共同放入目标温度的恒温箱内保温5h以上；
（3）从恒温箱内取出圆柱形试件和两块钢制压头，将两块钢制压头分别置于圆柱形试件两端面的中心位置；
（4）通过对钢制压头加载速率方式对圆柱形试件进行荷载，同时记录圆柱形试件的荷载-变形曲线；
（5）通过圆柱形试件的荷载-变形曲线以及圆柱形试件的结构尺寸计算沥青混合料的静态模量。
优选的，所述步骤（1）中，通过如下方式制备圆柱形试件：首先使用沥青混合料旋转压实仪成型沥青混合料试件，然后切割沥青混合料试件制备圆柱形试件。
优选的，所述步骤（4）中，使用液压伺服试验仪对钢制压头加载速率；这里，可以设置其中一个钢制压头位置固定，对另一个钢制压头加载速率，也可以对两个钢制压头同时加载速率。
优选的，所述圆柱形试件的结构尺寸为：直径150mm，高80mm。
优选的，所述钢制压头为圆柱形结构。
优选的，所述钢制压头为圆柱形结构，直径为75mm。
优选的，所述步骤（4）中，钢制压头的加载速率的范围为1～3mm/min。
优选的，所述步骤（5）的具体过程为：首先通过圆柱形试件的荷载-变形曲线和圆柱形试件的加载部分的截面积和高度计算圆柱形试件的应力-应变曲线；然后根据圆柱形试件的应力-应变曲线的直线部分计算沥青混合料的静态模量。
优选的，所述圆柱形试件的孔隙率为4%。
有益效果：本发明提供的沥青混合料静态模量测试方法，与我国《沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052—2000）中使用的沥青混合料单轴压缩试验和三轴试验测定沥青混合料的静态模量相比具有如下优势：1）本发明使用的局部加载试验可以有效模拟沥青混合料在实际路面中受到的侧约束；2）使用的试验设备简单、操作简易，一般实验室均可进行试验。
附图说明
图1圆柱形试件荷载时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种沥青混合料静态模量测试方法，包括如下步骤。
（1）制备沥青混料的圆柱形试件和两块钢制压头。
通过如下方式制备圆柱形试件：首先按需要评价的沥青混合料的级配和油石比，使用沥青混合料旋转压实仪成型4个沥青混合料试件，沥青混合料试件的孔隙率为4%；然后将沥青混合料试件切割成直径为150mm、高为80mm的圆柱形试件；再对圆柱形试件的顶端面和底端面是否水平进行检测，具体可以为，使用游标卡尺在十字对称的4个方向测量圆柱形试件的高度，如果任意两侧高度差大于2mm，则作废该试件。
两块钢制压头均为圆柱形结构，直径为75mm。
（2）将圆柱形试件和两块钢制压头共同放入目标温度的恒温箱内保温5h以上（不得少于5h）。
（3）从恒温箱内取出圆柱形试件和两块钢制压头，将两块钢制压头分别置于圆柱形试件两端面的中心位置。
（4）通过对钢制压头加载速率方式对圆柱形试件进行荷载，同时记录圆柱形试件的荷载-变形曲线。
圆柱形试件荷载时如图1所示，其中两块钢制压头分别记为顶部钢制压头2和底部钢制压头4，两块钢制压头分别置于圆柱形试件3两端面（顶端面和底端面）的中心位置，液压伺服试验仪的加载柄1插入顶部钢制压头2中心的凹槽内，通过调节液压伺服试验仪设置钢制压头的加载速率即可对圆柱形试件进行荷载；这里钢制压头的加载速率应当大小适中，不宜太小，建议选择的范围为1～3mm/min。
（5）通过圆柱形试件的荷载-变形曲线以及圆柱形试件的结构尺寸计算沥青混合料的静态模量。
沥青混合料的静态模量的具体计算过程为：首先通过圆柱形试件的荷载-变形曲线和圆柱形试件的加载部分的截面积和高度计算圆柱形试件的应力-应变曲线；然后根据圆柱形试件的应力-应变曲线的直线部分计算沥青混合料的静态模量。
设应力-应变曲线的直线部分应力的差值为△σ，应变的差值为△ε，则沥青混合料的静态模量可通过计算。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种沥青混合料静态模量测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)制备沥青混料的圆柱形试件和两块钢制压头；所述圆柱形试件的结构尺寸为：直径150mm，高80mm；所述钢制压头为圆柱形结构，直径为75mm；
(2)将圆柱形试件和两块钢制压头共同放入目标温度的恒温箱内保温5h以上；
(3)从恒温箱内取出圆柱形试件和两块钢制压头，将两块钢制压头分别置于圆柱形试件两端面的中心位置；
(4)通过对钢制压头加载速率方式对圆柱形试件进行荷载，同时记录圆柱形试件的荷载-变形曲线；钢制压头的加载速率的范围为1～3mm/min；
(5)通过圆柱形试件的荷载-变形曲线以及圆柱形试件的结构尺寸计算沥青混合料的静态模量。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料静态模量测试方法，其特征在于：所述步骤(1)中，通过如下方式制备圆柱形试件：首先使用沥青混合料旋转压实仪成型沥青混合料试件，然后切割沥青混合料试件制备圆柱形试件。
3.根据权利要求1所述的沥青混合料静态模量测试方法，其特征在于：所述步骤(4)中，使用液压伺服试验仪对钢制压头加载速率。
4.根据权利要求1所述的沥青混合料静态模量测试方法，其特征在于：所述步骤(5)的具体过程为：首先通过圆柱形试件的荷载-变形曲线和圆柱形试件的加载部分的截面积和高度计算圆柱形试件的应力-应变曲线；然后根据圆柱形试件的应力-应变曲线的直线部分计算沥青混合料的静态模量。
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