無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法-地方標(biāo)準(zhǔn)編制說明

1《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法》山東省地方標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡況(一)任務(wù)來源本標(biāo)準(zhǔn)的制定來源于山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于印發(fā)《2017年度“山東標(biāo)準(zhǔn)”建設(shè)行動計(jì)劃》的通知(魯質(zhì)監(jiān)標(biāo)字〔2017〕264號)。本標(biāo)準(zhǔn)由山東省交通運(yùn)輸廳提出并組織實(shí)施，由山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC41)歸口。(二)起草單位、起草人及任務(wù)分工主要起草單位：山東高速股份有限公司，山東省交通科學(xué)研究院，山東高速集團(tuán)有限公司，山東路達(dá)試驗(yàn)儀器有限主要起草人：王昊、韋金城、崔建、馬士杰、郭洪、張曉萌、朱振祥、王曉燕、樊超、閆翔鵬、段美棟、唐飛、陳婷婷、孫強(qiáng)、王琳、徐希忠、李昌輝、唐興泉、吳文娟、劉姍、許思思、張正超、孫兆云、江照偉、季正軍、王光勇、王麗娜、梁美君、李彬、董昭、李夏、符東緒、李增光、徐欽升任務(wù)分工：王昊、韋金城、崔建、馬士杰、郭洪、張曉萌、朱振祥、王曉燕、樊超、閆翔鵬、段美棟、唐飛、陳婷婷主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)工作總體協(xié)調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)起草及修改，組織驗(yàn)2孫強(qiáng)、王琳、徐希忠、李昌輝、唐興泉、吳文娟、劉姍、許思思、張正超、孫兆云主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)驗(yàn)證工作。江照偉、季正軍、王光勇、王麗娜、梁美君、李彬、董昭、李夏、符東緒、李增光、徐欽升主要負(fù)責(zé)配合試驗(yàn)工(三)主要工作過程(1)前期調(diào)查和準(zhǔn)備工作無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層瀝青路面結(jié)構(gòu)一直是我國高速公路的主要結(jié)構(gòu)形式。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料抗壓回彈模量試驗(yàn)方法從1994版到現(xiàn)行的2009版均未改進(jìn)，一直沿用頂?shù)酌娣y量試件壓縮回彈變形，但是相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)近年來已經(jīng)緊跟國際步伐，進(jìn)行了大量富有成效的工作，起草單位根據(jù)近年來的工作實(shí)踐并結(jié)合國情發(fā)展的需要提出了《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方(2)召開工作方案會標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)后，在山東省交通運(yùn)輸廳標(biāo)準(zhǔn)化秘書處的指導(dǎo)下，于2017年12月初成立了標(biāo)準(zhǔn)起草小組，制定了工作計(jì)劃，包括時間進(jìn)度、人員安排，并擬定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的構(gòu)成及起草依據(jù)，隨后開始了標(biāo)準(zhǔn)采集及資料收集工作。起草組結(jié)合國內(nèi)外工程應(yīng)用實(shí)踐，針對標(biāo)準(zhǔn)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行專門的調(diào)查、核實(shí)與研究，對標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的關(guān)鍵3性技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行重復(fù)性和驗(yàn)證性試驗(yàn)，為標(biāo)準(zhǔn)制定提供可靠的科學(xué)依據(jù)。(3)起草標(biāo)準(zhǔn)2018年1月起草組開始《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》標(biāo)準(zhǔn)初稿編制工作，對標(biāo)準(zhǔn)初稿范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、試件準(zhǔn)備、儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)編制。2021年3月完成標(biāo)準(zhǔn)草案的編制并報送山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處審核。2021年4月12日起草組根據(jù)秘書處審核意見修改后形成《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》標(biāo)準(zhǔn)初稿。山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在2021年8月17日組織召開了《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》初稿審查會，邀請7位專家對初稿完成評審。會上合并整理了專家提出的意見和建議(詳見山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》 (初稿)專家審查會議紀(jì)要及意見處理表),起草組根據(jù)專家意見對初稿修改后形成《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》(征求意見稿)。(4)征求意見2023年8月23日，由山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)布了《關(guān)于征求<無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法>(征求意見稿)地方標(biāo)準(zhǔn)意見的通知》,在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了為期一個月的意見征求。截至2021年9月30日，420家單位共反饋意見18條，其中采納11條，未采納7條，同時給出不采納的理由，10家單位無意見。起草組對意見進(jìn)行了修改處理，具體修改情況詳見山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》征求意見匯總處(5)送審稿2023年8月25日邀請9位專家對送審稿完成評審。專家提出意見23條，其中專家提出將原標(biāo)準(zhǔn)名稱《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》修改為《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法》。起草組采納23條專家意見并進(jìn)行了修改處理，具體修改情況詳見山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量測試方法》專家審查意見匯總處理表。起草組根據(jù)專家意見對送審稿修改后形成報批稿。二、地方標(biāo)準(zhǔn)制定目的和意義我國90%以上的路面結(jié)構(gòu)采用無機(jī)結(jié)合料(水泥、石灰、石灰粉煤灰等)穩(wěn)定材料(碎石、土等)基層和底基層路面結(jié)構(gòu)，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料在我國公路路面建設(shè)中起著舉足輕重的作用，其作為路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，決定著路面結(jié)構(gòu)使用壽命的長短。材料的彈性模量作為路面結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)，其取值的準(zhǔn)確性對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和經(jīng)濟(jì)性具有重要影響。現(xiàn)行規(guī)范無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料5抗壓回彈模量試驗(yàn)采用頂?shù)酌娣繙y試件高度的壓縮應(yīng)變，試件軸向變形測量點(diǎn)位于試件頂?shù)酌?，采用逐級加荷卸荷的加載方式，加載過程中由于試件端面效應(yīng)的影響，使測得的試件頂?shù)酌孑S向變形大于實(shí)際的軸向變形，從而使測得的彈性模量小于材料的實(shí)際彈性模量，采用頂?shù)酌娣繙y試件高度的壓縮變形，由于兩端端面的摩阻約束影響，其正確性受到質(zhì)疑，在國外的試驗(yàn)規(guī)程中都早已摒棄這種方法，加上復(fù)雜的逐級加荷卸荷的加載方式，試驗(yàn)的重復(fù)性差，難以得出真實(shí)、可靠和一致的試驗(yàn)結(jié)果。而國家標(biāo)準(zhǔn)《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料單軸壓縮彈性模量試驗(yàn)方法(中間段法)》GB/T38989—2020為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量的試驗(yàn)方法，其加載方式為線性加載，屬于靜態(tài)加載范圍，所測得的彈性模量為靜態(tài)的彈性模量，相較道路受到動荷載作用，靜態(tài)的彈性模量仍不夠準(zhǔn)確，影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果。如何快速準(zhǔn)確測得無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料反映其材料物理力學(xué)性質(zhì)的動態(tài)彈性模量已經(jīng)成為公路交通行業(yè)亟待解決的焦點(diǎn)問題。大量試驗(yàn)和實(shí)踐證明，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料動態(tài)彈性模量測試采用在動荷載作用下對其中間段量測壓縮應(yīng)變，既可以消除端面摩阻的影響，也能夠由此得到反映真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的單軸壓縮動態(tài)彈性模量。但是，目前沒有統(tǒng)一的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，容易造成路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)生偏差，質(zhì)量控制無統(tǒng)一規(guī)范的試驗(yàn)依據(jù)，因此編制無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定6材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法地方標(biāo)準(zhǔn)，對規(guī)范測試方法、統(tǒng)一試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以及提高路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及工程質(zhì)量、延長路面結(jié)構(gòu)使用壽命有重要作用和意義。(一)編制標(biāo)準(zhǔn)的原則制定本標(biāo)準(zhǔn)時充分考慮到我國道路工程材料特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，充分體現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展趨勢，推動行業(yè)技術(shù)水平提高。本標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB/T1.1-2020給出的原則和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)進(jìn)行編制的。標(biāo)準(zhǔn)文本格式、條款主要是根據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》進(jìn)行編制。標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容是對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)過程提出要求。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法的范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)整理、報告編寫。(二)主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的名稱表述為《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法》。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)整理、報告(1)范圍本章對標(biāo)準(zhǔn)包含的主要內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定，重點(diǎn)突出了本7標(biāo)準(zhǔn)是無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量的試驗(yàn)方法。同時，還規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍是適用于道路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量的試驗(yàn)。規(guī)定了所測得的動態(tài)彈性模量可用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料設(shè)計(jì)、性能評價，及其半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)與分析的參數(shù)。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的彈性模量可以采用單軸壓縮、直接拉伸、間接拉伸或彎拉試驗(yàn)方法進(jìn)行測定。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料用作基層或底基層時，其疲勞損傷或開裂損壞是在結(jié)構(gòu)層承受彎拉應(yīng)力或應(yīng)變時產(chǎn)生的。因而，在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)分析時，對于無機(jī)結(jié)合料類材料宜選用彎拉彈性模量，而在進(jìn)行其他結(jié)構(gòu)損壞分析時，可采用單軸壓縮彈性模量。然而，對于彈性材料或者在低應(yīng)力級位時的近似彈性材料，拉伸彈性模量理論上和壓縮彈性模量是相等的。因此，彎拉彈性模量和單軸壓縮彈性模量也理應(yīng)接近。彎拉彈性模量試驗(yàn)通常采用撓度法或應(yīng)變法對架在簡單支座上的梁試件進(jìn)行撓度或應(yīng)變測定。但這些測試方法和測定結(jié)果存在著不可靠性。由于支座處承壓面的壓縮變形，使梁試件中和軸的位置發(fā)生變化，實(shí)際產(chǎn)生的撓度值與測定撓度值存在偏差，從而使由理論撓度公式反算的彈性模量值出現(xiàn)誤差。而采用應(yīng)變法測定的應(yīng)變值是標(biāo)距內(nèi)的平均值，與梁試件應(yīng)力計(jì)算公式算得的最大應(yīng)力值并不對應(yīng)。所以，采用這兩種方法測定得到的彎拉彈性模量都要比單軸壓縮彈性模8量大，有時甚至大好幾倍。同時，路面結(jié)構(gòu)受車輛動態(tài)荷載作用，在測定無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量時宜采用動荷載獲取單軸壓縮動態(tài)彈性模量。綜上，在彎拉彈性模量測定結(jié)果的可靠性存疑，而低應(yīng)力級位時彎拉彈性模量值與單軸壓縮彈性模量值相近的情況下，宜采用較為可靠的單軸壓縮動態(tài)彈性模量測試值計(jì)算分析路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。(2)規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性引用文件為JTGE51—2009《公路工程無(3)術(shù)語和定義本章對單軸壓縮動態(tài)彈性模量進(jìn)行了定義，動態(tài)脈沖荷載作用下圓柱形試件在線彈性狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變之比。(4)試驗(yàn)準(zhǔn)備本章節(jié)明確了試驗(yàn)準(zhǔn)備主要包括儀器設(shè)備及要求和試件準(zhǔn)備。儀器設(shè)備及要求規(guī)定了所需材料試驗(yàn)機(jī)、環(huán)境箱、加載板、數(shù)據(jù)測量及采集系統(tǒng)、電動擊實(shí)儀、鉆機(jī)、切割機(jī)和卡尺等關(guān)鍵儀器設(shè)備的技術(shù)要求與參數(shù)。試件準(zhǔn)備規(guī)定了試件的尺寸、試件成型與養(yǎng)生、試件數(shù)量等相關(guān)要求。4.1.1條款是根據(jù)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)時需采用動態(tài)加載方式。材料試驗(yàn)機(jī)能夠施加偏移正弦波或半正矢波形式荷載，同時施加荷載頻率范圍為90.1Hz～25Hz,且施加的最大應(yīng)力水平應(yīng)達(dá)到6500kPa,荷載的分辨率不大于5N。定，環(huán)境箱的控溫范圍為-10℃~60℃,控溫準(zhǔn)確度為±0.5℃,控制濕度范圍20%～100%。在試驗(yàn)時環(huán)境箱能夠同時容納至少3個試件，保證試件的溫度一致。數(shù)據(jù)測量及采集系統(tǒng)是試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵設(shè)備。首先要求能測量并記錄試件在每個加載循環(huán)中所承受的軸向荷載和產(chǎn)生的軸向變形。其次，規(guī)定了荷載傳感器、位移傳感器所需的最小量程及分辨率、誤差等要求。4.1.5條款是對室內(nèi)試件成型所用設(shè)備以及套筒的直徑與高度進(jìn)行了規(guī)定。套筒的直徑與高度是保證試件成型后能夠切割加工成滿足試驗(yàn)要求的試件尺寸。4.1.6條款是對鉆機(jī)所配備鉆頭的直徑進(jìn)行了規(guī)定。鉆頭直徑是保證試件成型后能夠取出滿足尺寸要求的試件芯樣。4.1.7條款是對試件加工切割設(shè)備進(jìn)行了規(guī)定，采用雙面鋸或者單面鋸精度達(dá)到0.1mm,能夠加工出上下面平行的試徑為100mm、50mm、38mm,高為150mm的試件，可以通過室內(nèi)成型或現(xiàn)場鉆取制備。試件尺寸滿足上述要求，能夠保證試件良好安裝變形測量裝置，且加載過程中變形測量裝置與加載端不產(chǎn)生干涉擾動試驗(yàn)結(jié)果。路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE51—2009)的(5)試驗(yàn)方法和步驟本章節(jié)主要明確了無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法和步驟，對試驗(yàn)中試件浸水飽和與表面處理，試件與加載裝置的放置，位移傳感器的安裝，試驗(yàn)溫度控制，預(yù)壓與加載方式，數(shù)據(jù)記錄等進(jìn)行了規(guī)定。2.關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)5.3條款是對安裝位移傳感器測量試件加載過程中的變形量進(jìn)行了規(guī)定。移傳感器安置于試件側(cè)面中部，與試件端面垂直，沿圓周等間距安放3個(即每2個相距120°)。調(diào)節(jié)位移傳感器，保證量程，使其測量范圍可以測量試件中部的壓縮變形。本條款關(guān)鍵內(nèi)容是測量試件中部的壓縮變形，其主要依據(jù)是通過交通運(yùn)輸部西部項(xiàng)目管理中心2004年立無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料物理力學(xué)參數(shù)的研究，尤其是采用頂?shù)酌娣ê椭虚g斷面法對石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石材料進(jìn)行彈性模量的試驗(yàn)結(jié)果分析。此項(xiàng)目研究共經(jīng)歷了兩個階段，2004年～2007年和2009年～2011年。山東省交通科學(xué)研究院作為項(xiàng)目參研單位，針對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料模量參數(shù)試驗(yàn)方法及疲勞預(yù)估模型構(gòu)建進(jìn)行了10余年的持續(xù)攻關(guān)，對比分析了國內(nèi)外無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的模量參數(shù)試驗(yàn)方法，并結(jié)合我國的道路工程材料特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平開發(fā)了適合我國國情的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的模量參數(shù)試驗(yàn)方法。150mm×150mm×550mm的石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石大梁試件切割成尺寸為50mm×63.5mm×380mm的小梁試件及鉆取直徑100mm高度150mm的圓柱體試件進(jìn)行了動態(tài)加載彎拉彈性模量(加載頻率10Hz)、線性加載彎拉彈性模量(加載速度動態(tài)壓縮彈性模量中間段法(加載頻率10Hz)、動態(tài)壓縮彈性模量粘貼應(yīng)變片法(加載頻率10Hz)、動態(tài)壓縮彈性模量頂面法(加載頻率10Hz)共6中彈性模量參數(shù)試驗(yàn)方法，結(jié)果見表1所示。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，動態(tài)加載彎拉彈性模量(10Hz)、線性加載彎拉彈性模量(5kN/s)、線性加載單軸壓縮彈性模量(中間段法)(1mm/min)基本一致，略小于動態(tài)壓縮彈性模量中間段法(10Hz)和動態(tài)壓縮彈性模量粘貼法(10Hz),較頂面法高1個數(shù)量級。表1不同無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料彈性模量試驗(yàn)方法結(jié)果測試方法動態(tài)加載彎拉彈性模量線性加載彎拉彈性模量線性加載單軸壓縮彈性模量動態(tài)壓縮彈性模量中間段法動態(tài)壓縮彈性模量粘貼應(yīng)變片法動態(tài)壓縮彈性模量頂面法模量現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用壓縮彈性模量作為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，其試驗(yàn)采用頂?shù)酌娣繙y試件高度的壓縮應(yīng)變，且試件的高度與其直徑相等。水泥穩(wěn)定碎石和石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石的壓縮彈性模量的數(shù)值變動于1300～1700MPa(彎沉計(jì)算時)或3000～4200MPa(拉應(yīng)力計(jì)算時)。然而，采用頂?shù)酌娣繙y試件高度的壓縮變形，由于兩端端面的摩阻約束影響，其正確性受到質(zhì)疑，在國外的試驗(yàn)規(guī)程中都早已摒棄這種方法。頂?shù)酌娣ê椭虚g斷面法的對比測試結(jié)果表明，二者數(shù)值相差很大，頂?shù)酌娣ǖ膹椥阅Ａ恐禐?200～4200MPa左右，而中間斷面法的模量值可達(dá)17000～21000MPa。因此，應(yīng)在試件中間段量測壓縮應(yīng)變，以消除端面摩阻的影響，由此得到能反映真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的壓縮彈性模量。國外對水硬性材料的彈性模量試驗(yàn)包括間接拉伸彈性模量和單軸壓縮彈性模量試驗(yàn)，并且不區(qū)分水泥混凝土和無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，均采用同一種試驗(yàn)方法，針對不同強(qiáng)度的材料，僅控制加載速度。在試件變形測試方面，因加載端面應(yīng)力集中和端部摩擦影響，在國外的試驗(yàn)規(guī)程中都早已采用測量試件中間段變形的方法代替端面(加載端和支撐端)法。早期在美國AASHTO路面設(shè)計(jì)方法中，水AASHTOT274回彈模量試驗(yàn)方法、間接拉伸試驗(yàn)ASTMD4123法和ASTMC469法。近年來國際上開始趨向采用中間段法測量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料彈性模量，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13286-43針對水硬性材料彈性模量采用中間段法測試壓縮變形。但由于各國無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料在路面結(jié)構(gòu)中使用目的、層位、作用不同，采用的加載方式、荷載水平、成型方法等仍沒有統(tǒng)一。我國無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料基層路面占90%以上，亟待針對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料彈性模量測試編制統(tǒng)一規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)行無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料規(guī)程《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE51-2009)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抗壓回彈模量試驗(yàn)采用頂?shù)酌娣繙y試件高度方向的壓縮變形，試件軸向變形測量點(diǎn)位于試件頂?shù)酌?。由于試件兩端端面的摩阻約束及應(yīng)力集中的影響，模量測試結(jié)果較小，頂?shù)酌娣ǖ膹椥阅Ａ恐禐?200～4200MPa左右，而中間斷面法的模量值可達(dá)17000～31200MPa,頂?shù)酌娣ǖ哪Ａ恐禍?zhǔn)確性受到質(zhì)疑。特別是我國新版瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范將在路面結(jié)構(gòu)分析時采用動態(tài)參數(shù)，現(xiàn)行無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料彈性模量試驗(yàn)方法得到的材料模量值較動態(tài)模量值差異很大，與路面設(shè)計(jì)體系不匹配，路面結(jié)構(gòu)分析受阻。5.6條款是對加載頻率順序、加載方式和次數(shù)進(jìn)行了規(guī)定。無機(jī)結(jié)合料類材料在荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變性狀，在加載的初期為線性，加載超過一定量后呈現(xiàn)非線性，其界限約為強(qiáng)度的35%,或斷裂應(yīng)變的25%。因此，通常按30%最大作用力時的應(yīng)力和應(yīng)變(或力-撓度)確定其彈性模量值。在采用周期加載方式時，彈性模量隨加載頻率的增加而增大，但增量很小，頻率由0.1Hz增加到25Hz時，不同加載應(yīng)變水平下的模量增量均低于5%,在量測的精度范圍內(nèi)，因此可以設(shè)置不同的加載頻率對應(yīng)不同荷載作用速度。周期加載壓縮彈性模量與單調(diào)加載壓縮彈性模量(包括應(yīng)變控制的基本性能試驗(yàn)機(jī)SPT儀和應(yīng)力控制的UTM系列伺服液壓材料試驗(yàn)機(jī))以及周期加載彎拉彈性模量與單調(diào)加載彎拉彈性模量，其測定值均變動在相近的范圍內(nèi)(圖2)?！觥鲞@表明，試驗(yàn)時試件處于線彈性狀態(tài)，無回彈應(yīng)變，相位角為零。因而，可以選用反復(fù)加載或周期加載方式進(jìn)行彈性模量測定試驗(yàn)。在彎拉試驗(yàn)采用4點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)儀以消除支座壓縮變形和保持中和軸位置后，彎拉試驗(yàn)得到的彎拉彈性模量值與壓縮彈性模量值便變動于相近的范圍內(nèi)(圖2)。這同樣表明，試件處于線彈性狀態(tài)，拉伸彈性模量與■■壓縮彈性模量相近。0圖2不同試驗(yàn)方法所得模量比較因而，可以采用施加偏移正弦波或半正矢波軸向壓力試驗(yàn)，替代單調(diào)加載彎拉試驗(yàn)來測定無機(jī)結(jié)合料類材料的(6)數(shù)據(jù)整理本章節(jié)主要明確了無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算方法與處理要求，主要包括計(jì)算軸向應(yīng)力幅值、軸向應(yīng)變幅值、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量，單軸壓縮動態(tài)彈性模量的表示方式以及2.關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)6.1條款是計(jì)算單個試件單軸壓縮動態(tài)彈性模量的方法，根據(jù)測試中最后5次加載循環(huán)中荷載的平均幅值P;和可恢復(fù)軸向變形平均幅值△;分別可以軸向應(yīng)力幅值、軸向應(yīng)變幅值，再通過向應(yīng)力幅值與軸向應(yīng)變幅值的比值得到無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量。6.3條款是對測試結(jié)果有效性進(jìn)行判別，是測試結(jié)果質(zhì)量保證和控制的內(nèi)容之一，主要根據(jù)有效值的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法6.4條款是根據(jù)確定的有效測試數(shù)據(jù)，進(jìn)一步按照t分布法計(jì)算整理無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量代表值E,也是測試結(jié)果質(zhì)量保證和控制的內(nèi)容之一。(7)報告編寫本章節(jié)主要對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量試驗(yàn)報告進(jìn)行了規(guī)定，包括報告內(nèi)容和報告編寫格式。2.關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)7.1條文是試驗(yàn)報告中需要呈現(xiàn)的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料參數(shù)、試驗(yàn)參數(shù)的內(nèi)容。7.2條文是試驗(yàn)報告中對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量結(jié)果的內(nèi)容。四、與現(xiàn)行相關(guān)法律、行政法規(guī)和其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)沒有沖突。本標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)《無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料單軸壓縮彈性模量試驗(yàn)方法(中間段法)》GB/T38989—2020同為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮彈性模量的試驗(yàn)方法，但是兩者具有本質(zhì)差別。本標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料單軸壓縮動態(tài)彈性模量測試時，采用的加載方式為動荷載(偏移正弦波或半正失波軸向壓應(yīng)力)且具有多種加載頻率(0.1Hz~25Hz),測試所得的彈性模量是具有動態(tài)特性的模量。而