T0713—2000沥青混合料单轴压缩试验（圆柱体法）

1目的与适用范围

1.1本方法适用于测定热拌沥青混合料的抗压回弹模量和抗压强度。按照《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006)确定沥青混合料结构层的设计参数时应按本方法执行。如无特殊规定，用于计算弯沉的抗压回弹模量的标准试验温度为20℃,用于验算弯拉应力的抗压回弹模量的标准试验温度为15℃。加载速率为2mm/min。

1.2本方法适用于直径100mm±2.0mm、高100mm±2.0mm的沥青混合料圆柱体试件。

2仪具与材料技术要求

2.1材料试验机。其他可施加荷载并测试变形的路面材料试验设备也可使用，但均必须满足下列条件：

2.1.1荷载应满足不超过其量程的80%，且不小于量程的20%的要求，宜采用100kN，分度值100N。具有球形支座，压头可以活动与试件紧密接触。

2.1.2具有环境保温箱，控温准确至0.5℃。当缺乏环境保温箱时，试验室应设置空调，控温准确至1.0℃。

2.1.3能符合加载速率保持2mm/min的要求。试验机宜有伺服系统，在加载过程中速度基本不变。

2.2变形量测装置:抗压试验加载用上下压板，下压板下有带球面的底座。压板直径为120mm，在直径102mm处有一浅的放置试件的圆周刻印。下压板直径线两侧有立柱顶杆，上压板直径线两侧装有千分表架，表架中心与顶杆中心位置一致（图T0713-1)。当试验机具有自动测定试件垂直变形或自动测记试件的压力与变形曲线功能时，可以直接使用，不必另外配备变形量测装置。

图T0713-1 变形量测装置

1. 试验机台;2-球座;3-试件,4-下压板;5-上压板;

   6-顶杆;7-千分表或其他变形量测装置

   2.3千分表:1/1000mm,2只。

   2.4恒温水槽:用于试件保温，温度能满足试验温度要求，控温准确至±0.5℃。恒温水槽的液体应能不断循环回流，深度应大于试件高度50mm。

1. 2.5台秤或天平:感量不大于0.5g。

   2.6温度计:分度值0.5℃。

   2.7秒表、卡尺。

   3方法与步骤

   3.1准备工作

   3.1.1按本规程T0704用静压法成型沥青混合料试件，也可从轮碾机成型的板块试件上用钻芯机钻取试件。试件尺寸应符合直径l00mm±2.0mm、高100mm±2.0mm的要求。如有条件，可采用振动压实或搓揉法成型试件（试件尺寸及成型方法应在报告中注明）。试件的密度应符合马歇尔标准击实密度99%±1.0%的要求。

   3.1.2试件成型后不等冷却即可脱模，用卡尺量取试件高度，部位与部位的高度差超过2mm时试件应作废。用于抗压强度试验的试件数不得少于3个，用于抗压回弹模量的一组试件数宜为3~6个。

   3.1.3将试件放置在室温条件下24h，用卡尺在各个试件上下两个断面的垂直方向上正确量取试件直径，取4个数的平均值作为试件的计算直径（d），准确至0.1mm。

   3.1.4用卡尺在各个试件的4个对称位置上正确量取试件高度，取4个数的平均值作为试件的计算高度（h），准确至0.1mm。

   3.1.5按本规程规定的方法测定试件的密度、空隙率等各项物理指标。

   3.1.6将试件置于规定的试验温度（15℃或20℃)的恒温水槽中保温2.5h以上，保温时试件之间的距离应不小于l0mm。此时压板、底座也应同时保温。在有空调的试验室内测试时，将室温调至要求的温度，试件放置12h以上。

   3.1.7使试验机环境保温箱或空调试验室达到要求的试验温度。

   3.2抗压强度试验步骤

   3.2.1将下压板、底座置于试验机升降台座上对中，迅速取出试件放在下压板刻线位置，加上上压板。

   3.2.2将试件从恒温水槽中取出，立即置于压力机台座上，以的加载速率均勻加载直至破坏，读取荷载峰值(P)，准确至l00N。

   3.3抗压回弹模量试验步骤

   3.3.1确定加载级别:按3.2的方法测试抗压强度平均值P，大体均匀地分成10级荷载，分别取0.1P、0.2P、0.3P……0.7P七级(可取成接近的整数）作为试验荷载。

   3.3.2将下压板、底座置于试验机升降台座上对中，迅速取出试件放在下压板刻线位置，加上上压板，在两侧千分表架上安置千分表，与下压板相应位置的千分表顶杆接触（图T0713-1)。如果利用试验机的压力与试件变形自动测试功能时，做好相应的测试准备。

   3.3.3调整试验机台座的高度，使加载顶板与压头中心轻轻接触。

   3.3.4以2mm/min速率加载至0.2P进行预压，保持1min，观察两侧千分表增值是否接近，若两个千分表读数反向或增值差异大于3倍，则表明试件是偏心受压，应敲动球座适当调整，至读数大致接近，然后卸载，并重复预压一次。卸载至零后记录两个千分表的原始读数。

   3.3.5以2mm/min速率加载至第1级荷载(0.1P)，立即记取千分表读数及实际荷载数，并以同样的速率卸载回零，开始启动秒表，待试件回弹变形30s后，再次记取千分表读数，加载与卸载两次读数之差即为此级荷载下试件的回弹变形（ΔL_l);然后依次进行第2、3……7级荷载的加载卸载过程，方法与第1级荷载相同，分别加载至0.2P、0.3P……0.7P，卸载，并分别记取千分表读数及实际荷载，得出各级荷载的回弹变形(ΔL_i)。

   4计算

   4.1沥青混凝土试件的抗压强度按式（T0713-1)计算。

            (T0713-1)

   式中:R_c——试件的抗压强度（MPa);

       P——试件破坏时的荷载（N);

       d——试件直径(mm)。

   4.2按式(T0713-2)计算各级荷载下试件实际承受的压强q_i。在方格纸上绘制各级荷载的压强q_i与回弹变形ΔL_i，将 q_i-ΔL_i关系绘成一平顺的连续曲线，使之与坐标轴相交得出修正原点，根据此修正原点坐标轴从第5级荷载（0.5P)读取压强q₅及相应的ΔL₅。沥青混合料试件的抗压回弹模量按式(T0713-3)计算。

式中q_i——相应于各级试验荷载作用下的压强（MPa)_;

P_i——施加于试件的各级荷载值（N);

——抗压回弹模量（MPa);

q₅——相应于第5级荷载(0.5P)时的荷载压强（MPa);

h——试件轴心高度(mm);

ΔL₅——相应于第5级荷载(0.5P)时经原点修正后的回弹变形（mm)。

5报告

5.1当一组试件的测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃。有效试件数为n时的k值列于表T0713-1。对其余测定值按式（T0713-4)的t分布法计算整理，得到供路面设计用的抗压回弹模量值。

          (T0713-4)

式中:E——路面设计用的抗压回弹模量值（MPa);

—一组试件实测的抗压回弹模量的平均值（MPa);

S——一组试件样品实测值的标准差（MPa);

n——组试件的有效试件数;

t——随保证率而变的系数，高速公路及一级公路的保证率为95%，其他等级公路的保证率为90%;t/在值见表T0713-1所列。

表T0713-1有效试件数与t值的关系

5.2试验结果均应注明试件尺寸、成型方法、试验温度、加载速率，以及试验结果的平均值、标准差、变异系数。必要时注明试件的密度、空隙率等。

条文说明

沥青混合料的单轴压缩试验，对沥青混合料试件按规定方法逐级加载卸载，测定试件的抗压回弹模量，以及一次性加栽至破坏时的应力即抗压强度，均以MPa计。1983年试验规程沥203—83关于沥青混合料抗压强度试验，规定的试验条件是参照前苏联的方法及我国的工程实践制定的。多年来，实际进行的并不多，主要是试验目的不明确，试验条件与美国等国家的标准也有较多差别，修订时主要考虑《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006)对材料设计参数的要求，增补了材料回弹模量的测定方法。

沥青混合料单轴压缩试验所用的试件在国外有不同的规定，ASTMD1074及AASHTOT167规定压实后圆柱形试件的直径与高度比为1:1，并规定试件的高度与直径之差不超过±2.5%，直径不小于集料粒径的4倍，亦不小于5.08cm(2in)，通常采用直径101.6mm、高度101.6mm±2.5mm的圆柱体。我国原试验规程沥203—83中也规定为1:1试件，试件尺寸有φ50mm、φ70mmx70mm、φ100mm×100mm三种，均采用静压法成型。现仅保留φ100mmxl00mm圆柱体。故本方法规定圆柱体试件仍用静压法成型，也可用搓揉法或振动成型法制作.

ASTMD1074规定高度应变速率控制为0.05mm/(min•mm)，对φ101.6mm的试件用5.08mm/min速率加载_：AASHTOT167规定高度方向应变速率控制为1.3mm/(min•25mm)，即对φ50mmx50mm试件加栽速率为2.5mm/min，对φ200mmx200mm试件为10mm/min,对φ100mmx100mm试件为5mm/min(与ASTM相同）。

关于加载速率，无特殊规定时，采用根据需要也可采用其他速率2mm/min；试验温度按《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006)的规定采用20℃或15℃。

沥青混合料是黏弹性材料，不同的温度和加载速率对混合料的变形性能影响很大，因此试验过程中，必须高度重视这一点。如果试验机缺乏环境保护箱，可以考虑在安装有空调的房间内进行，对20℃和15℃试验温度来说，空调保温应该没有太大困难。

关于试验数据的整理方法，目前还有一些不同意见，主要是数据本身一般并不成线性关系，而且，随荷载的加大，变形越来越小，故模量反而越来越大。究竟如何整理为好，今后应继续研究_.本规程既然规定了修正原点的方法，就应统一采用此法，否则结果会有较大差异。

原试验规程中规定试件平行试验的允许误差为10%,而ASTM及AASHTO中规定重复性试验两组试件（每组3个）平均值误差不得大于407kPa,试验结果中值与最小值之差不得大于841kPa，再现性试验分别为372kPa及1055kPa。本试验方法考虑到在不同温度下的抗压强度相差很大，统一规定此数值不适宜，于是作了新的规定。