7.19 沥青混凝土劈裂试验

7.19.1  目的与适用范围

测定沥青混凝土的劈裂抗拉强度和劈裂拉伸应变。适用于沥 青混凝土。

7.19.2 仪器设备及材料

1 压力试验机：能保持规定的加载速率及试验温度的材料试验机，当采用50mm/min 的加载速率时，也可采用具有相当传感器的自动马歇尔试验仪代替。

2 位移传感器：可采用 LVDT或电测百分表。水平变形宜用非接触式位移传感器测定，其量程应大于预计变形的1.2倍，通常不小于5mm。测定垂直变形精度不低于0.01mm,  测定水平变形精度不低于0.005mm。

3 数据采集系统：能自动采集传感器及位移计的电测信号，在数据采集系统中储存绘制荷载与变形曲线。

4 恒温水槽：用于试件保温，温度范围能满足试验要求，控温精密度为±0.5℃。当试验温度低于0℃时，恒温水槽可采用1:1的甲醇水溶液或防冻液作冷媒介质。恒温水槽中的液体应能循环回流。 

5 压条：形状如图7.19.2所示，上下各1根。试件直径为101.6mm±0.25mm  时，压条宽度为12.7mm,  内侧曲率半径为 50.8mm; 试件直径为150mm±2.5mm 时，压条宽度为19mm, 内侧曲率半径为75mm。压条两端均应磨圆。 

图7.19.2 压条形状(单位：mm)

6 劈裂试验夹具：下压条固定在夹具上，上压条可上下自由活动。

7 其他：卡尺、天平、记录纸、胶皮手套等。

7.19.3 试验步骤

1  按本标准7.1的规定制备沥青混合料，按本标准7.2的规定 成型马歇尔试件，每组3个，高度为63.5mm±1.3mm。从现场钻取的芯样，应加工成直径为100mm±3mm 、高度为63.5mm±1.3mm  的试件。

2   测定试件的直径及高度h,  准确至0.1mm。在试件两侧通 过圆心画上对称的十字标记。

3 试验温度与加载速率可由当地年平均气温根据试验目的 选用，但试验温度不得高于30℃。

4   试件在常温下放置24h 后，再置于规定的试验温度的恒温 水槽或恒温箱中恒温，水槽恒温时间不少于4h。恒温时试件之间的距离不小于10mm。空气恒温时间不少于6h。

5 加载速率小于50mm/min 时，试验机须放入环境保温箱中，环境保温箱温度控制满足±0.5℃。

6 从恒温水槽中取出试件，迅速置于试验台的夹具中安放稳 定，其上下均安放有圆弧形压条，与侧面的十字画线对准，上下压条应居中、平行。

7 迅速安装试件变形测定装置。水平变形测定装置应对准水平轴线并位于位置；垂直变形的支座与下支座固定，上端支于上支座上。

8 将记录仪与荷载及位移传感器连接，选择好适宜的量程开关及记录速度。当以压力试验机压头的位移作为垂直变形时，宜采用50mm/min速率加载。

9 开动压力试验机，使压头与上下压条接触，荷载不超过30N, 迅速调整好数据采集系统到零点位置。

10  开动数据采集系统，同时启动压力试验机，以规定的加 载速率向试件加载劈裂至破坏，采集荷载及垂直位移和水平变形。 当压力试验机无环境保温箱时，自恒温水槽中取出试件至试验结束的时间不超过45s。

7.19.4   试验结果处理

1   在荷载-变形曲线中取峰值时的荷载 P_T及变形 (Y_T 或 X_T)。

当试件直径为100mm±2.0mm 、 压条宽度为12.7mm 及试件 直径为150.0mm±2.5mm 、 压条宽度为19.0mm 时，劈裂抗拉强 度R_T 分别按式(7.19.4-1)及式(7.19.4-2)计算，破坏拉伸应变及破坏劲度模量S_T分别按式(7.19.4-3)、式(7.19.4-4)计算。

R_T=0.006287P_T/h                              (7.19.4-1) 

R_T=0.00425P_T/h                              (7.19.4-2)

                                                   ε_T=X_T(0.0307+0.0936μ)/(1.35+5μ)           (7.19.4-3)

                                                       S_T=P_T(0.27+1.0μ)/(hX_T)                      (7.19.4-4)

式中：P_T—— 试验荷载，N; 

h ——试件高度，mm;

R_T——劈裂抗拉强度，MPa; 

ε_T——破坏拉伸应变，%;  

S_T—— 破坏劲度模量，MPa;

μ——泊松比，按表7.19.4确定，其他试验温度的μ值由内插法确定，也可采用由试验实测的垂直变形及水平变形计算实际的μ值，但计算的μ值必须在0.2~0.5范围内。

表7.19.4 劈裂试验使用的泊松比

2 计算加载过程中任一加载时刻的应力、应变、劲度模量的方法同上，只需读取该时刻的荷载及变形代替荷载及破坏变形即可。

3 当记录的荷载-变形曲线在小变形区有一定的直线段时， 可以(0.1～0.4)P_T范围内直线段部分的斜率计算弹性阶段的劲度模量，并以此范围内各测点的应力σ、应变ε数据计算S=σ/ε的平均值作为劲度模量。σ、ε及S 的计算方法同本标准中R_T、ε_T、S_T的计算方法。

4 劈裂抗拉强度取不少于3个试件测值的平均值作为试验结果，当3个试件测值中值或最小值之一与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值。当3个试件测值中值和最小值 与中间值之差均超过中间值的15%,应重做试验。