T  0857—2009  无机结合料稳定材料室内动态抗压回弹模量试验方法

1  适用范围

本方法适用于测定无机结合料稳定材料的动态抗压回弹模量。

2 仪器设备

2.1  试验机：即应力控制系统，要求应能施加一定频率范围，荷载持续时间及不同大小的应力，可用能产生需要波形的电动液压试验机，要求精度达到5N。

2.2 数据采集系统：包括荷载传感器、位移传感器、荷载计数器以及数据采集仪。

2.3 标准养护室或可控温控湿的养护设备。

2.4    电子天平：量程不小于15kg, 感量0.1g; 量程不小于4000g, 感量0.01g。

2.5    台秤：量程50kg,感量5g。

2.6  圆形钢板。

3  试件制备和养护

3.1    试验采用1:1的圆柱体试件。细粒材料和中粒材料混合料成型φ100mm × 100mm 试件，粗粒材料混合料成型φ150mm×150mm试件。

3.2  为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的数量要求为：无机结合料稳定细 粒材料，应制备不少于6个试件；无机结合料稳定中粒材料，应制备不少于9个试件；无机结合料稳定粗粒材料，应制备不少于15个试件。

3.3     按照本规程T  0843方法制备试件。

3.4     按照本规程T  0845的标准养生条件进行养生，水泥稳定类土养生龄期为90d, 石灰或粉煤灰类稳定材料的养生龄期180d; 有条件情况下可快速养生。

3.5  圆柱形试件的两个端面应用水泥净浆抹平。将试件竖立桌上，在上端面用早强高强水泥净浆薄涂一层后，在表面撒少许0.3～0.6mm的细砂，用直径大于试件的平面圆形 钢板放在顶面，加压旋转圆钢板，使顶面齐平。边旋转边平移并迅速取下钢板。如有净浆被钢板粘去，则重新用净浆抹平，并重复上述步骤。 一个端面整平后，放置4h 以上，然后将另一端面同样整平。整平至加载板放在试件顶面后，在任一方向都不会翘动。试件整平后放置8h 以上。

3.6  将端面已经处理平整的试件饱水24h 。饱水过程中水面应高于试件顶面约25mm。

4  试验步骤

4.1  检查试验的机械设备是否正常，应着重检查试验系统的电力供应是否正常。计算 机等控制系统的电源应备有延时电源，以防突然断电造成试验数据的丢失和对设备的损坏。选择合理的荷载传感器和位移(应变)传感器的量程，以确保测量结果精度的可靠性。

4.2 根据试验目的，编制有关的试验程序，并进行调试，可靠、稳定后方可进行正式试验。选择一个试件，检查荷载波形是否满足试验精度要求，位移(应变)信号接收是否正常。

4.3     按本规程T  0805方法测定混合料的抗压强度，荷载速率为1mm/min,  所测强度作为动态模量试验的破坏强度p。

4.4  将试件放入加载设备中心，圆形硬钢板置于试件底部和顶端安放稳定。在上压板 直径线两端安装位移传感器。

4.5    设定波形函数发生器，输入 Haversine 荷载波形，频率为10Hz, 无间歇时间，荷载级位一般设定为5～6级(一般为0. 1p 、0.2p 、0.3p 、0.4p 、0.5p 、0.6p),每级荷载作用次数为200次。

动态荷载P_t的波形为Haversine波(半正矢波),在一个加载周期内其函数式为：

                                 (T 0857-1)

式中：P₀—— 荷载级位(N);

P_c——荷载初值(N),  一般为0.02p; 

w——圆频率(rad/s);

t——时间(s)

4.6     将各传感器与数据采集仪相连接，校正并调零。

4.7    对试件施加0.3p荷载，预压30s后卸载。

4.8 荷载由低到高逐级加载。每级荷载的最后1s, 采集连续10个荷载波形的荷载和最小荷载，以及相应的变形和最小变形。

5  计算

5.1    测量最后10次加载循环的平均荷载的振幅和平均变形的振幅。 

P=P_max-P_min

l₀=l_max-lmin

式中：P——平均荷载的振幅(N);   

 l₀——平均变形的振幅(mm);

 P_max——荷载波峰值(N); 

    P_min——荷载波谷值(N);  

    l_max——变形(mm);  

  l_min——最小变形(mm)。

实测荷载振幅与设定荷载振幅的误差应不超过±5%。

5.2 采用二次曲线方法对荷载振幅与相应的变形振幅进行曲线拟合，如图T 0857-1 所示。相关系数R²应在0.95以上，否则需要重新试验。

二次曲线形式：           l₀=a₁P²+a₂P+a₀(T  0857-4)                                            

5.3    对曲线原点进行修正。当荷载振幅为零时，变形振幅也应为零。将测定的变形振 幅减去回归曲线的常数a₀, 作为修正后的变形振幅。

5.4 按式(T  0857-5)计算不同荷载级位下的动态抗压回弹模量值。

图T 0857-1   荷载振幅与变形振幅的回归曲线

                          (T 0857-5)

式中：——动态抗压回弹模量值(MPa); 

P——施加的各级平均荷载(N);

l₀——平均变形的振幅(mm); 

a₀—— 变形振幅修正值(mm);

h——试件高度(mm);

A——试件截面积(mm²)。

6 结果整理

6.1 动态抗压回弹模量用整数表示。

6.2 同一组试伴试验中，采用3倍标准差方法剔出异常值，中试件可有1～2个异常值，大试件可有2~3个异常值。异常值数量超过上述规定的试验重做。

6.3 对于无机结合料稳定细粒材料，模量试验结果的变异系数不超过10%;中粒材料模量试验结果的变异系数不超过10%;粗粒材料模量试验结果的变异系数不超过15%。如不能保证变异系数小于上述规定，则还应按允许误差10%和90%概率重新计算增加试件数量，并另做新试验。

7  报告

试验报告应包括以下内容：

(1)集料的颗粒组成；

(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的有效钙和氧化镁含量；

(3)无机结合料类型和剂量；

(4)含水率和干密度及其确定方法；

(5)试件干密度或压实度；

(6)吸水量以及测回弹模量时的含水率；

(7)动态抗压回弹模量，用整数表示；

     (8)若干个试验结果的最小值和值、平均值 、 标准差S和变异系数C_v(%)和一定保证率下的代表值, 其中Z_a为标准正态分布表中随保证率而变的系数。

8  记 录 格 式

本 试 验 的 记 录 格 式 见 表T     0857-1。

表T 0857-1  无机结合料稳定材料动态抗压回弹模量试验记录

工程名称                           试件尺寸                      

路段范围                          试验方法                             

材料名称                         试样编号              

粒径                

室内动态抗压回弹模量试验记录(一)

室内动态抗压回弹模量试验记录( 二 )

试验：                          校核：                          试验日期：