7.26 沥青混凝土动三轴试验

7.26.1  目的及适用范围

测定沥青混凝土的动弹性模量和阻尼比等动力特性参数。适用于沥青混凝土。

7.26.2 仪器设备及材料

1 动三轴仪：电磁式振动三轴仪或液压/气压伺服式振动三轴仪，包括主机、静力控制系统、动力控制系统和量测系统等组成部分。

2  试模：φ100mm×250mm 圆柱形钢模。

7.26.3   试验步骤

1  按本标准7.1的规定制备沥青混合料。

2   将试模预热至105℃±5℃,涂刷脱模剂，然后将150℃±5℃的热混合料分4层装入试模中，每层击实后高度约为 50mm, 击实次数以试件的密度达到马歇尔标准击实试件密度的 ±1%为准。带模试件自然冷却后脱模。

3   试件尺寸为φ100mm×200mm,高度尺寸偏差为±2mm。用卡尺量取试件尺寸，并检查其外观。有严重缺陷或试件端面最高与处的高度差超过2mm的试件均应废弃。

4   在规定的试验温度下恒温不少于3h。如没有特殊规定， 试验温度采用工程当地年平均气温或采用25℃和5℃。

5  量测系统调零。将试件对中安放在压力室中，避免试验时试件偏心受力。

6 根据工程的实际受力情况选择周围压力和应力比(轴向压力与周围压力之比)。施加压力时，先施加约20kPa的初始周围压力，逐渐增加周围压力和轴向压力，至达到试验要求的应力比。保持此应力比稳定30min,  即为稳定应力比。

7  根据要求设置动荷载波形、大小、频率及振次等试验参数。无特殊要求时，动荷载频率宜采用1Hz; 在设置动荷载时，由小到大，逐级增加，直至达到试验要求的值。

8 按设置好的参数进行试验，记录动荷载、轴向变形及侧向变形，完成预定振次、级次后停机。

9 试验结束，取出试件，描述试件破坏形状。

10 对同一配合比的沥青混凝土试件，宜选择1个～3个稳 定应力比。在同一稳定应力比下，应选择1个～3个不同的周围压力。每一周围压力下做不少于3个试件，每个试件分5级以上逐级递增动应力进行试验。

7.26.4 试验结果处理

1  稳定应力比按下式计算：

                                       (7.26.4-1) 

式中：K _c——稳定应力比；

σ_1c——  轴向稳定应力，kPa;   

σ_3 c—— 侧向稳定应力，kPa。

2 初始剪应力比按下式计算：

(7.26.4-2) 

(7.26.4-3) 

(7.26.4-4) 

式中：α——初始剪应力比；

τ₀——振前试样45°面上的剪应力，kPa;

σ₀——  振前试样45°面上的法向应力，kPa。

3  动应力按下式计算，精确至1kPa:

(7.26.4-5)

式中：σ_d——动应力，kPa; 

P_d—— 动荷载，荷载曲线上波峰的荷载值，N; 

A ——试件面积，mm²。

4 动应变按下式计算，精确至0.01%: 

(7.26.4-6) 

式中：ε_d——动应变，%;

δ_d——动变形，变形曲线上的波峰值，mm; 

h ——试件高度 ，mm。

5  动剪应力按下式计算，精确至1kPa:

(7.26.4-7)

式中：τ_d—— 动剪应力，kPa。

6 动弹性模量按下式计算，精确至1kPa:

(7.26.4-8)

式中：E_d——动弹性模量，kPa。

7  阻尼比按下式计算，精确至0.001:

(7.26.4-9)

式中：λ_d——阻尼比； 

A_r——滞回环ABCDA的面积，mm², 见图7.26.4; 

A_s——三角形OAE的面积，mm², 见图7.26.4。

图7.26.4 应力应变滞回环

在阻尼比计算时，首先绘制应力-应变滞回环，由试验得到动应力时程曲线和动应变时程曲线，以同一时刻的动应变ε_d为横坐标、动应力σ_d 为纵坐标，绘制轴向动应力和轴向动应变曲线，荷载循环一周即可绘制成一个滞回环，如图7.26.4所示。以阻尼比为纵坐标，动应变为横坐标，绘制不同稳定应力比的阻尼比与动应变关系曲线。

8 动泊松比按下式计算，精确至0.01: 

(7.26.4-10) 

式中：μ_d——动泊松比；

δ₃——横向变形， mm;

 d——试 件 直 径 ，mm;

δ₁——纵向变形，mm。

根据每级动荷载的纵向变形和横向变形曲线，可以求出与此动荷载相应的动泊松比。