瀝青混合料性能的單軸軸試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)

瀝青混合料性能的單軸試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)介紹內(nèi)容瀝青混合料的單軸和三軸試驗(yàn)概述、用途試驗(yàn)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(yùn)用和區(qū)別瀝青混合料單軸試驗(yàn)瀝青混合料單軸試驗(yàn)單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)（介紹）單軸重復(fù)荷載試驗(yàn)單軸動(dòng)力試驗(yàn)瀝青混合料單軸靜載蠕變實(shí)驗(yàn)1.試驗(yàn)概述

用于單軸試驗(yàn)加載的設(shè)備和試驗(yàn)方法比較簡(jiǎn)單，一個(gè)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(dòng)，下板固定，試驗(yàn)機(jī)通過上板對(duì)試件提供荷載。瀝青混合料單軸試驗(yàn)主要有：蠕變?cè)囼?yàn)、重復(fù)荷載試驗(yàn)、動(dòng)力試驗(yàn)。其中，重復(fù)荷載試驗(yàn)和動(dòng)力試驗(yàn)試驗(yàn)相似，都是動(dòng)載試驗(yàn)。蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)路面的實(shí)際模擬性差但其試驗(yàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單、概念清楚、力學(xué)模式明確，該試驗(yàn)可以模擬瀝青混合料發(fā)生蠕變破壞的全過程，通過測(cè)定試驗(yàn)過程中瀝青混合料的應(yīng)力、應(yīng)變得到蠕變曲線來檢驗(yàn)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(yàn)克服了蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)路面模擬性差得缺點(diǎn)。但控制應(yīng)力相對(duì)復(fù)雜。

瀝青混合料單軸靜載蠕變實(shí)驗(yàn)2.試驗(yàn)方法2.1通過對(duì)試件在軸向施加一瞬時(shí)荷載，并保持此荷載大小不變，經(jīng)過一段時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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?cè)囼?yàn)的、方法所測(cè)定的單家寺瀝青混合料，在三個(gè)不同的試驗(yàn)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(shí)測(cè)的蠕變?nèi)崃壳€瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)3.1試驗(yàn)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(duì)試件應(yīng)能提供0.1Mpa的荷載（對(duì)馬歇爾試件要求約800N荷載），準(zhǔn)確至3%。（3）變形測(cè)量系統(tǒng)：可用刻度指示表或電子位移傳感器，測(cè)量范圍0-10mm分辨率不得低于0.01mm，用于測(cè)量移動(dòng)版與固定板之間的距離變化。3.試驗(yàn)設(shè)備及影響因素瀝青混合料單軸靜載蠕變實(shí)驗(yàn)（4）恒溫系統(tǒng)：可浸沒或保持試件并在其中能進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)，能控制并保持溫度在40±1℃（5）數(shù)據(jù)測(cè)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(cè)量與記錄的精度不低于0.01mm。必要時(shí)應(yīng)記錄載荷。圖2.1單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)裝置瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)3.3試驗(yàn)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(jī)成型的板塊試件上用鉆芯機(jī)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(dòng)壓實(shí)或搓揉法成型試件(試件尺寸及成型方法應(yīng)在報(bào)告中注明)。試件的密度應(yīng)符合馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)密度100％±1．0％的要求。瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)（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(shí)試件應(yīng)作廢。用于抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的試件數(shù)不得少于3個(gè)，用于抗壓回彈模量的一組試件數(shù)宜為3～6個(gè)。.將試件放置在室溫條件下24h，用卡尺在各個(gè)試件上下兩個(gè)斷面的垂直方向上正確量取試件直徑，取四個(gè)數(shù)的平均值作為試件的計(jì)算直徑(d)，準(zhǔn)確至0.1m。瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)（3）測(cè)量指標(biāo)：測(cè)量試件密度，空隙率等各項(xiàng)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(shí)以上，試件間距小于10mm，壓板底座也應(yīng)同時(shí)保溫。B．單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)步驟（1）將下壓板底座置于試驗(yàn)機(jī)升降臺(tái)座上對(duì)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(yàn)機(jī)的壓力與試件變形自動(dòng)測(cè)試功能時(shí)，做好相應(yīng)測(cè)試準(zhǔn)備。瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)（2）調(diào)整試驗(yàn)機(jī)，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(gè)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(dòng)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(gè)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(shí)，應(yīng)打開自動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)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(shí)驗(yàn)3.4實(shí)驗(yàn)影響因素：除試件制備方面的因素，主要還有試驗(yàn)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(yàn)溫度：當(dāng)其它條件不變時(shí)，試驗(yàn)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(jí)配類型、試件尺寸、實(shí)驗(yàn)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(shì)是蠕變勁度隨試件增高而變大。采用恒溫介質(zhì)時(shí)實(shí)際上未改善試件瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)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(shì)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(yàn)指標(biāo)瀝青混合料單軸靜載實(shí)驗(yàn)5.試驗(yàn)工程意義（1）雖然單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)不能很好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，但是試驗(yàn)方法卻是最簡(jiǎn)單的。（2）試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，許多學(xué)者采用這種方法，具有豐富的試驗(yàn)資料（3）通過該實(shí)驗(yàn)可得出瀝青混合料最重要的試驗(yàn)參數(shù)——?jiǎng)哦饶Ａ浚?）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(shí)驗(yàn)瀝青混合料三軸剪切實(shí)驗(yàn)1、概述

瀝青混合料的三軸壓縮試驗(yàn)是檢驗(yàn)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(guó)內(nèi)外資料研究發(fā)現(xiàn)，確定瀝青混合料抗剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)方法有直接剪切試驗(yàn)和三軸剪切試驗(yàn)，其中三軸剪切試驗(yàn)?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(yàn)?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(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)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(yàn)儀在規(guī)定溫度及加載條件下，測(cè)定瀝青混合料的抗剪切參數(shù)，以評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。三軸壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)2.2試驗(yàn)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(yàn)儀可采取液體壓力式和氣體壓力式，其試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：三軸試驗(yàn)儀可采取液體壓力式和氣體壓力式，其試驗(yàn)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(yàn)儀構(gòu)造瀝青混合琴料三軸軸略剪切實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(yàn)溫笨度±1°C。(3).橡皮膜院：直徑100m陡m，長(zhǎng)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(jì)覺、秒表型、天平殊、濾紙何等。2.3試驗(yàn)步驟(1)準(zhǔn)備工作A.用靜壓法隱或振動(dòng)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(shí)驗(yàn)密度應(yīng)符市合馬歇爾搜標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)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(cè)鋪定試件的鮮直徑高度毒，取4個(gè)對(duì)稱方洲向測(cè)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(cè)試倘件的密漸度、空只隙率等嘴各項(xiàng)物究理指標(biāo)莖。D.將試件趙置于試睜驗(yàn)溫度±1°C烘溫箱中破保溫4h～5h。E.設(shè)定三軸無試驗(yàn)儀試染驗(yàn)溫度，強(qiáng)并使壓力峰室溫度達(dá)做到試驗(yàn)溫芳度±1°C。(2)試驗(yàn)瀝青混合趕料三軸軸宅剪切實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(lì)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?jiān)嚰诩賶毫κ夜?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(jí)可屬以根據(jù)委路面的植實(shí)際荷焦載情況抓確定，繁但不少病于3級(jí).瀝青混鐵合料三完軸軸剪咬切實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)能讀取軸向炭壓力、軸鄙向變形、百體積變形吹，并控制獵實(shí)驗(yàn)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(xiàng)峰值弱后，停井止試驗(yàn)附，如不追出現(xiàn)峰弊值，可燈按20﹪應(yīng)變值車停止試悲驗(yàn)。試葵驗(yàn)結(jié)束裂后，卸膝去軸向陪壓力和蓋圍壓，亦取出試半件，對(duì)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(jìng).4步驟分別條完成各級(jí)為圍壓試驗(yàn)泰。F.2.辟6各級(jí)圍透壓的平碰行試驗(yàn)笛不少于3個(gè)試件。瀝青混合呢料三軸軸五剪切實(shí)驗(yàn)(4)計(jì)算A.按式（T071樹8-1）計(jì)算概軸向應(yīng)輔變?chǔ)?瀝青混養(yǎng)合料三呈軸軸剪眨切實(shí)驗(yàn)B.按式（T071躍8-2）計(jì)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(shí)驗(yàn)C.按式（T07定18-振3）計(jì)算里最大主銀應(yīng)力σ1瀝青混合問料三軸軸怖剪切實(shí)驗(yàn)D.計(jì)算抗剪智強(qiáng)度參數(shù)c、a.確定各你級(jí)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(gè)圍默壓需要進(jìn)蛋行3個(gè)平行延試驗(yàn)，主取3個(gè)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(jì)料算法或竟作圖法獅確定抗忙剪強(qiáng)度笛參數(shù)c、。1）計(jì)算棚法：按行式（T07隸18-切4）～S式（T071警8-8）分別米計(jì)算抗楚剪強(qiáng)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(shí)驗(yàn)瀝青混合楊料三軸軸頃剪切實(shí)驗(yàn)瀝青混葡合料三棵軸軸剪鋒切實(shí)驗(yàn)瀝青混閥合料三找軸軸剪槽切實(shí)驗(yàn)計(jì)算抗宿剪強(qiáng)度企按如下角公式計(jì)恐算：3、試驗(yàn)猴總結(jié)及完工程運(yùn)巖用本文主躬要通過芬三軸試籍驗(yàn)對(duì)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(jí)測(cè)和出應(yīng)力鄭應(yīng)變，銀從而得責(zé)出C、φ值，運(yùn)用仰公式算出罩抗剪強(qiáng)度腦。瀝青混賭合料三艇軸軸剪榮切實(shí)驗(yàn)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(yàn)俯得到能反長(zhǎng)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(yàn)設(shè)備晴復(fù)雜、費(fèi)回用昂貴，包國(guó)內(nèi)進(jìn)行芹系統(tǒng)研究松的較少本欺文有機(jī)會(huì)耽借助英國(guó)當(dāng)進(jìn)口的三街軸剪切試夜驗(yàn)設(shè)備，捧對(duì)瀝青混歸合料的抗騙剪性能采諸用三軸剪賊切試驗(yàn)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(qiáng)度袖形成機(jī)理槽的分析研要究 西坦安公路歷學(xué)院學(xué)報(bào)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(zhǎng)亦江科五學(xué)院院辯報(bào)公路工程蚊瀝青及瀝疊青混合料更試驗(yàn)規(guī)程JTGE陽20-2包011沈金安蟻瀝青從及瀝青號(hào)混合料強(qiáng)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(yùn)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(dòng)tM遇eth項(xiàng)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(píng)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(jìng)-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(lì)lofSpec浙ific妨atio