瀝青混合料性能的單軸軸試驗和三軸試驗

瀝青混合料性能的單軸試驗和三軸試驗介紹內(nèi)容瀝青混合料的單軸和三軸試驗概述、用途試驗設(shè)備、方法、步驟及影響因素指標(biāo)的表達(dá)形式和意義工程運用和區(qū)別瀝青混合料單軸試驗瀝青混合料單軸試驗單軸靜載蠕變試驗（介紹）單軸重復(fù)荷載試驗單軸動力試驗瀝青混合料單軸靜載蠕變實驗1.試驗概述

用于單軸試驗加載的設(shè)備和試驗方法比較簡單，一個兩端平整、平行的圓柱體試件，放在兩塊經(jīng)硬化處理的鋼質(zhì)加載板之間，一般是上板活動，下板固定，試驗機通過上板對試件提供荷載。瀝青混合料單軸試驗主要有：蠕變試驗、重復(fù)荷載試驗、動力試驗。其中，重復(fù)荷載試驗和動力試驗試驗相似，都是動載試驗。蠕變試驗對路面的實際模擬性差但其試驗方法相對簡單、概念清楚、力學(xué)模式明確，該試驗可以模擬瀝青混合料發(fā)生蠕變破壞的全過程，通過測定試驗過程中瀝青混合料的應(yīng)力、應(yīng)變得到蠕變曲線來檢驗瀝青混合料的粘性特性，通過勁度模量等參數(shù)表征瀝青混合料的高溫穩(wěn)定。重復(fù)荷載試驗克服了蠕變試驗對路面模擬性差得缺點。但控制應(yīng)力相對復(fù)雜。

瀝青混合料單軸靜載蠕變實驗2.試驗方法2.1通過對試件在軸向施加一瞬時荷載，并保持此荷載大小不變，經(jīng)過一段時間后再立即卸載，使試件恢復(fù)變形，由此可得到所謂的蠕變曲（如圖1.1）。反映加、卸載瞬時性及及試件變形全過程圖1.1：典型蠕變曲線瀝青混合料單軸靜載蠕變實驗2.2為了更直觀的反映瀝青混合料的變形特性，通?？刹捎萌渥儎哦鹊牡箶?shù)作為參數(shù)，稱為蠕變?nèi)崃?，用J表示。圖1.2為采用單軸蠕變試驗的、方法所測定的單家寺瀝青混合料，在三個不同的試驗溫度和荷載應(yīng)力下的蠕變?nèi)崃壳€。曲線形狀與蠕變曲線一致。圖1.2實測的蠕變?nèi)崃壳€瀝青混合料單軸靜載實驗3.1試驗設(shè)備：（1）荷載板：兩塊直徑170mm(最小160mm),厚度15mm以上的鋼制（或不銹鋼）圓板，需淬火、鍍鉻、磨光。（2）加荷系統(tǒng)：最大荷載能力最小應(yīng)為2000N,對試件應(yīng)能提供0.1Mpa的荷載（對馬歇爾試件要求約800N荷載），準(zhǔn)確至3%。（3）變形測量系統(tǒng)：可用刻度指示表或電子位移傳感器，測量范圍0-10mm分辨率不得低于0.01mm，用于測量移動版與固定板之間的距離變化。3.試驗設(shè)備及影響因素瀝青混合料單軸靜載蠕變實驗（4）恒溫系統(tǒng)：可浸沒或保持試件并在其中能進(jìn)行蠕變試驗，能控制并保持溫度在40±1℃（5）數(shù)據(jù)測量、記錄系統(tǒng):各類能記錄數(shù)據(jù)的繪圖儀、電磁或數(shù)字式記錄設(shè)備，位移測量與記錄的精度不低于0.01mm。必要時應(yīng)記錄載荷。圖2.1單軸靜載蠕變試驗裝置瀝青混合料單軸靜載實驗3.3試驗步驟：A..準(zhǔn)備工作（1）制件或取樣：用靜壓法成型瀝青混合料試件。也可從輪碾機成型的板塊試件上用鉆芯機鉆取試件。試件尺寸應(yīng)符合直徑101.6mm±2.0mm，高101.6mm±2.0mm的要求。如有條件，可采用振動壓實或搓揉法成型試件(試件尺寸及成型方法應(yīng)在報告中注明)。試件的密度應(yīng)符合馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實密度100％±1．0％的要求。瀝青混合料單軸靜載實驗（2）量取尺寸：試件成型后不等完全冷卻即可脫模，用卡尺量取試件高度，若最高部位與最低部位的高度差超過2mm時試件應(yīng)作廢。用于抗壓強度試驗的試件數(shù)不得少于3個，用于抗壓回彈模量的一組試件數(shù)宜為3～6個。.將試件放置在室溫條件下24h，用卡尺在各個試件上下兩個斷面的垂直方向上正確量取試件直徑，取四個數(shù)的平均值作為試件的計算直徑(d)，準(zhǔn)確至0.1m。瀝青混合料單軸靜載實驗（3）測量指標(biāo)：測量試件密度，空隙率等各項物理指標(biāo)。（4）保溫：將試件置于規(guī)定溫度（15℃或20℃）的恒溫水槽中保溫2.5小時以上，試件間距小于10mm，壓板底座也應(yīng)同時保溫。B．單軸靜載蠕變試驗步驟（1）將下壓板底座置于試驗機升降臺座上對中，迅速取出試件放在下壓板刻線位置，加上上壓板，在兩側(cè)千分表架上安置千分尺，與下壓板相應(yīng)的位置的千分表頂桿接觸。如利用試驗機的壓力與試件變形自動測試功能時，做好相應(yīng)測試準(zhǔn)備。瀝青混合料單軸靜載實驗（2）調(diào)整試驗機，使加載頂板與壓頭中心輕輕接觸。（3）以2mm/min的速率加載至0.002Mpa進(jìn)行預(yù)壓，保持1min，觀察千分表增值是否接近，若兩個千分表讀數(shù)反向或增值差異大于3倍，表明試件偏心，應(yīng)敲動球座適當(dāng)調(diào)整，至讀數(shù)大致接近，然后卸載，重新預(yù)壓。卸載至零后記錄兩個千分表原始讀數(shù)。(4)

以2mm/min的速率進(jìn)行加載，直至加載至要求的應(yīng)力水平0.1Mpa,然后進(jìn)行卸載，在加載同時，應(yīng)打開自動數(shù)據(jù)測量，記錄裝置，記錄數(shù)據(jù)，繪制蠕變?nèi)崃壳€。瀝青混合料單軸靜載實驗3.4實驗影響因素：除試件制備方面的因素，主要還有試驗溫度，應(yīng)力水平，預(yù)載應(yīng)力，試件高度和端面處理。（1）試驗溫度：當(dāng)其它條件不變時，試驗溫度越高，蠕變變形越大，蠕變勁度越小。（2）應(yīng)力水平：當(dāng)其他條件不變，僅應(yīng)力水平增加，蠕變勁度減小，減小幅度與瀝青品種、級配類型、試件尺寸、實驗溫度有關(guān)。（3）預(yù)載應(yīng)力：預(yù)載應(yīng)力高，相應(yīng)的蠕變勁度就大。（4）試件高度：排除采用恒溫介質(zhì)的情況，在試件高度最高不超過100mm的情況下，總趨勢是蠕變勁度隨試件增高而變大。采用恒溫介質(zhì)時實際上未改善試件瀝青混合料單軸靜載實驗端部的約束狀況或者改善不大，蠕變勁度隨試件高度增加的隨變化趨勢與完全約束的情況一致。（5）端面處理：磨光試件的蠕變勁度比未磨光的更大4.試驗指標(biāo)瀝青混合料單軸靜載實驗5.試驗工程意義（1）雖然單軸靜載蠕變試驗不能很好的對現(xiàn)場進(jìn)行模擬，但是試驗方法卻是最簡單的。（2）試驗設(shè)備簡單，應(yīng)用廣泛，許多學(xué)者采用這種方法，具有豐富的試驗資料（3）通過該實驗可得出瀝青混合料最重要的試驗參數(shù)——勁度模量（4）KSLA提出了相應(yīng)的工程方法用于預(yù)估瀝青路面的車轍深度。瀝青混合料單軸靜載實驗瀝青混合料三軸剪切實驗1、概述

瀝青混合料的三軸壓縮試驗是檢驗混合料高溫穩(wěn)定性能得一種方法，在瀝青混合料性能研究中應(yīng)用越來越多。根據(jù)國內(nèi)外資料研究發(fā)現(xiàn)，確定瀝青混合料抗剪切強度的試驗方法有直接剪切試驗和三軸剪切試驗，其中三軸剪切試驗?zāi)軌蚋玫啬M路面結(jié)構(gòu)層在行車荷載作用下的剪切破壞情況，尤其是在高溫條件下，瀝青混合料的三軸剪切試驗?zāi)鼙容^有效地表征瀝青混合料的高溫抗剪切能力。瀝青混合料三軸剪切實驗2實驗設(shè)備、方法和步驟2.1適用范圍（1）本方法適用于由閉式三軸試驗儀在規(guī)定溫度及加載條件下，測定瀝青混合料的抗剪切參數(shù)，以評價瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。三軸壓縮試驗的試驗溫度為60°C，也可根據(jù)需要采取其他溫度。（2）本方法適用于直徑100mm±2.0mm、高200mm±1.5mm的圓柱試件。瀝青混合料的集料最大粒徑不大于26.5mmm。瀝青混合料三軸剪切實驗2.2試驗儀具與材料技術(shù)要求（1）三軸壓力儀：主要由壓力室、軸向加壓系統(tǒng)、圍壓施加系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)等組成，構(gòu)造圖如圖2.1所示。三軸試驗儀可采取液體壓力式和氣體壓力式，其試驗系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：三軸試驗儀可采取液體壓力式和氣體壓力式，其試驗系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：A.軸向荷載傳感器量程為100KN，分辨率為0.001kN。圖2.1三軸試驗儀構(gòu)造瀝青混合琴料三軸軸略剪切實驗B.側(cè)向壓力最控制分辨庫率為1KP來a。C.位移傳團(tuán)感器量欺程為100m日m，分辨葵率為0.1m份m。D.壓力室擠溫度準(zhǔn)宗確至試肯驗溫度±1°C。(2).烘箱：應(yīng)巡壽有溫度調(diào)貓節(jié)器，控殃溫準(zhǔn)確度民至試驗溫笨度±1°C。(3).橡皮膜院：直徑100m陡m，長400脊mm。（注：他橡皮膜養(yǎng)必須是蜘未發(fā)生陜老化或背不透氣嗚的橡皮扣膜）(4).其他：渣溫度計覺、秒表型、天平殊、濾紙何等。2.3試驗步驟(1)準(zhǔn)備工作A.用靜壓法隱或振動法鐘制作圓柱裝體試件，朝試件瀝青混合愚料三軸軸液剪切實驗密度應(yīng)符市合馬歇爾搜標(biāo)準(zhǔn)擊實肥密度100℅性±2℅的要要求黨，試件尺禁寸應(yīng)符合煎直徑100m助m±2m蹈m，高200攪mm±2亦.0mm的要求。B.用卡尺測鋪定試件的鮮直徑高度毒，取4個對稱方洲向測量平允均值，準(zhǔn)柜確至0.1m梯m。C.按本規(guī)宗程規(guī)定粒的方法獲量測試倘件的密漸度、空只隙率等嘴各項物究理指標(biāo)莖。D.將試件趙置于試睜驗溫度±1°C烘溫箱中破保溫4h～5h。E.設(shè)定三軸無試驗儀試染驗溫度，強并使壓力峰室溫度達(dá)做到試驗溫芳度±1°C。(2)試驗瀝青混合趕料三軸軸宅剪切實驗A.從烘箱儉中取出拋預(yù)熱的選試件，洲裝于一雹端密封層的橡皮樸膜中；根然后將傳試件安秤放在三逼軸試驗厭儀壓力矩室的上芬下壓頭螺的中線鎮(zhèn)位置，厘固定到想上下壓垂力板上鎖，把兩鞋端橡皮漸膜翻下謙，并用庭橡皮O形環(huán)將烤橡皮膜步兩端密嬌封于底倆部及頂布部壓盤撥，為增半加橡皮抽膜與壓降力盤間蝕密封效串果，可貨在端部勵壓盤四駕周涂抹襖真空油屈；仔細(xì)廊清潔用儉于密封研的O形環(huán)及每其所有裝接觸面是；密封分好三軸窮室，將軋試件在假壓力室哈內(nèi)保溫糟不少于10m延in.B.開啟三血軸儀控太制和采粱集系統(tǒng)仗，施加鈔設(shè)定的懶圍壓。漢圍壓的斬大小與欠分級可屬以根據(jù)委路面的植實際荷焦載情況抓確定，繁但不少病于3級.瀝青混鐵合料三完軸軸剪咬切實驗C.按恒定的宜加載速率稼施加軸向發(fā)荷載，使萬得軸向應(yīng)立變率恒定患在0.05丟mm/（mm.m串in）,對于高葡度150父mm試件相倦當(dāng)于加鑄載速度7.5弄mm/弱min。施加荷望載的同時能讀取軸向炭壓力、軸鄙向變形、百體積變形吹，并控制獵實驗過程傭中圍壓、域溫度及變逃形速率恒役定。D.當(dāng)軸向尚壓力出深項峰值弱后，停井止試驗附，如不追出現(xiàn)峰弊值，可燈按20﹪應(yīng)變值車停止試悲驗。試葵驗結(jié)束裂后，卸膝去軸向陪壓力和蓋圍壓，亦取出試半件，對藍(lán)試件外刊觀進(jìn)行玩描述記哪錄。E.按3.2.芝1～3.2競.4步驟分別條完成各級為圍壓試驗泰。F.2.辟6各級圍透壓的平碰行試驗笛不少于3個試件。瀝青混合呢料三軸軸五剪切實驗(4)計算A.按式（T071樹8-1）計算概軸向應(yīng)輔變ε1瀝青混養(yǎng)合料三呈軸軸剪眨切實驗B.按式（T071躍8-2）計算校勤正后的試婚件截面積Aa瀝青混扎合料三父軸軸剪峽切實驗C.按式（T07定18-振3）計算里最大主銀應(yīng)力σ1瀝青混合問料三軸軸怖剪切實驗D.計算抗剪智強度參數(shù)c、a.確定各你級圍壓覽的剪切缸破壞極獲限值σ1ma疲x1）根據(jù)圖TO7沒18-炎2軸向應(yīng)朱變-最大主謊應(yīng)力曲繩線圖將下其中最蠶大主應(yīng)昌力σ1的最大范值作為瞧試件剪姨切破壞考極限值油。2）每個圍默壓需要進(jìn)蛋行3個平行延試驗，主取3個試件絲式剪切破弄壞極限五值得平伶均值作撲為圍壓絡(luò)下混合曲料得剪煩切破壞截極限值σ1ma菌xb.根據(jù)計料算法或竟作圖法獅確定抗忙剪強度笛參數(shù)c、。1）計算棚法：按行式（T07隸18-切4）～S式（T071警8-8）分別米計算抗楚剪強度縮慧參數(shù)c、和相關(guān)洲系數(shù)r。相關(guān)阿系數(shù)r應(yīng)大于0.99煎.瀝青混合宵料三軸軸射剪切實驗瀝青混合楊料三軸軸頃剪切實驗瀝青混葡合料三棵軸軸剪鋒切實驗瀝青混閥合料三找軸軸剪槽切實驗計算抗宿剪強度企按如下角公式計恐算：3、試驗猴總結(jié)及完工程運巖用本文主躬要通過芬三軸試籍驗對瀝救青混合掏料抗剪懂指標(biāo)C、φ值進(jìn)行湖分，通列過圍壓冠分級測和出應(yīng)力鄭應(yīng)變，銀從而得責(zé)出C、φ值，運用仰公式算出罩抗剪強度腦。瀝青混賭合料三艇軸軸剪榮切實驗瀝青路面叛承受重載良車輛反復(fù)委荷載的作胃用，在路齡面面層內(nèi)夏產(chǎn)生了較殖大的剪應(yīng)吐力，導(dǎo)致猴路面由于錦高溫抗剪視能力不足銳而產(chǎn)生嚴(yán)鹿重車轍，半而高溫抗字剪能力不呼足通常表誓現(xiàn)瀝青混膀合料高溫勁穩(wěn)定性不畏足要從根揉本上避免辛高溫車轍被，就須提竿高瀝青混負(fù)合料的抗元剪能力。通過試驗俯得到能反長映材料本充質(zhì)的力學(xué)炕特性的參園數(shù)，為進(jìn)后一步進(jìn)行私瀝青混合名料高溫抗擁剪研究提鍬供依據(jù)，盞由于三軸非試驗設(shè)備晴復(fù)雜、費回用昂貴，包國內(nèi)進(jìn)行芹系統(tǒng)研究松的較少本欺文有機會耽借助英國當(dāng)進(jìn)口的三街軸剪切試夜驗設(shè)備，捧對瀝青混歸合料的抗騙剪性能采諸用三軸剪賊切試驗進(jìn)掠行深入研推究。參考文獻(xiàn)：延西利敏瀝青混合覆料的強度袖形成機理槽的分析研要究 西坦安公路歷學(xué)院學(xué)報何曉民朗瀝青罪混凝土最三軸應(yīng)損力條件燈下的力題學(xué)特性間長亦江科五學(xué)院院辯報公路工程蚊瀝青及瀝疊青混合料更試驗規(guī)程JTGE陽20-2包011沈金安蟻瀝青從及瀝青號混合料強路用性股能SHR添P-A回-40趁7，TheSup芝erp宣aveMix渠De污sig避nM銹anu直al覽for唱Ne墨wC園ons進(jìn)tru呆cti升on斜and弦Ov膚erl妙ays白,N.殲R.C葡.US喜A,1蘭994溪.8SHR基P-A嬌-40窗7，Sta里ge牽1V盞ali商dat皺ion掀of壟th芽eR箏ela鮮tio致nsh走ip秒Bet關(guān)wee甚nAsp與hal運tP借rop洋ert失ies歡an侵dA物sph縣alt底-Agg碌rea駕teMix務(wù)Perf埋orma惹nce.釘N.R.麻C.US施A,19間94.6(7)喪SHRP謝-A-4拋07，Bin拍der談Ch參ara鉆cte釀riz援a(chǎn)ti芽on較and券Ev輝alu錄ati蜘on萌Vol蛛ume牲4:秧Tes動tM遇eth項ods泡,N.彎C.R婆.US糕A,1遼994泉.5(8)姥SH仗RP-濟(jì)A-4朋15,寶Per屆man評ent得De反for遲mat越ion饅Re漁spo嫩nse睡of雁As腰pha貨lt哄Agg彩reg狹ate嫌Mi宰xes河,N.逮C.R未.US存A,1除994泳-5(9)雖SHRP競-A-3府79,T懸heS浴UPER視PAVE脹Mix漿Des呈ign復(fù)Syst嫩emM躲anua勵lofSpec浙ific妨atio