沥青混合料性能的单轴轴试验和三轴试验

沥青混合料性能的单轴试验和三轴试验介绍内容沥青混合料的单轴和三轴试验概述、用途试验设备、方法、步骤及影响因素指标的表达形式和意义工程运用和区别沥青混合料单轴试验沥青混合料单轴试验单轴静载蠕变试验（介绍）单轴重复荷载试验单轴动力试验沥青混合料单轴静载蠕变实验1.试验概述

用于单轴试验加载的设备和试验方法比较简单，一个两端平整、平行的圆柱体试件，放在两块经硬化处理的钢质加载板之间，一般是上板活动，下板固定，试验机通过上板对试件提供荷载。沥青混合料单轴试验主要有：蠕变试验、重复荷载试验、动力试验。其中，重复荷载试验和动力试验试验相似，都是动载试验。蠕变试验对路面的实际模拟性差但其试验方法相对简单、概念清楚、力学模式明确，该试验可以模拟沥青混合料发生蠕变破坏的全过程，通过测定试验过程中沥青混合料的应力、应变得到蠕变曲线来检验沥青混合料的粘性特性，通过劲度模量等参数表征沥青混合料的高温稳定。重复荷载试验克服了蠕变试验对路面模拟性差得缺点。但控制应力相对复杂。

沥青混合料单轴静载蠕变实验2.试验方法2.1通过对试件在轴向施加一瞬时荷载，并保持此荷载大小不变，经过一段时间后再立即卸载，使试件恢复变形，由此可得到所谓的蠕变曲（如图1.1）。反映加、卸载瞬时性及及试件变形全过程图1.1：典型蠕变曲线沥青混合料单轴静载蠕变实验2.2为了更直观的反映沥青混合料的变形特性，通常可采用蠕变劲度的倒数作为参数，称为蠕变柔量，用J表示。图1.2为采用单轴蠕变试验的、方法所测定的单家寺沥青混合料，在三个不同的试验温度和荷载应力下的蠕变柔量曲线。曲线形状与蠕变曲线一致。图1.2实测的蠕变柔量曲线沥青混合料单轴静载实验3.1试验设备：（1）荷载板：两块直径170mm(最小160mm),厚度15mm以上的钢制（或不锈钢）圆板，需淬火、镀铬、磨光。（2）加荷系统：最大荷载能力最小应为2000N,对试件应能提供0.1Mpa的荷载（对马歇尔试件要求约800N荷载），准确至3%。（3）变形测量系统：可用刻度指示表或电子位移传感器，测量范围0-10mm分辨率不得低于0.01mm，用于测量移动版与固定板之间的距离变化。3.试验设备及影响因素沥青混合料单轴静载蠕变实验（4）恒温系统：可浸没或保持试件并在其中能进行蠕变试验，能控制并保持温度在40±1℃（5）数据测量、记录系统:各类能记录数据的绘图仪、电磁或数字式记录设备，位移测量与记录的精度不低于0.01mm。必要时应记录载荷。图2.1单轴静载蠕变试验装置沥青混合料单轴静载实验3.3试验步骤：A..准备工作（1）制件或取样：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101.6mm±2.0mm，高101.6mm±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100％±1．0％的要求。沥青混合料单轴静载实验（2）量取尺寸：试件成型后不等完全冷却即可脱模，用卡尺量取试件高度，若最高部位与最低部位的高度差超过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。.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，取四个数的平均值作为试件的计算直径(d)，准确至0.1m。沥青混合料单轴静载实验（3）测量指标：测量试件密度，空隙率等各项物理指标。（4）保温：将试件置于规定温度（15℃或20℃）的恒温水槽中保温2.5小时以上，试件间距小于10mm，压板底座也应同时保温。B．单轴静载蠕变试验步骤（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，在两侧千分表架上安置千分尺，与下压板相应的位置的千分表顶杆接触。如利用试验机的压力与试件变形自动测试功能时，做好相应测试准备。沥青混合料单轴静载实验（2）调整试验机，使加载顶板与压头中心轻轻接触。（3）以2mm/min的速率加载至0.002Mpa进行预压，保持1min，观察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，表明试件偏心，应敲动球座适当调整，至读数大致接近，然后卸载，重新预压。卸载至零后记录两个千分表原始读数。(4)

以2mm/min的速率进行加载，直至加载至要求的应力水平0.1Mpa,然后进行卸载，在加载同时，应打开自动数据测量，记录装置，记录数据，绘制蠕变柔量曲线。沥青混合料单轴静载实验3.4实验影响因素：除试件制备方面的因素，主要还有试验温度，应力水平，预载应力，试件高度和端面处理。（1）试验温度：当其它条件不变时，试验温度越高，蠕变变形越大，蠕变劲度越小。（2）应力水平：当其他条件不变，仅应力水平增加，蠕变劲度减小，减小幅度与沥青品种、级配类型、试件尺寸、实验温度有关。（3）预载应力：预载应力高，相应的蠕变劲度就大。（4）试件高度：排除采用恒温介质的情况，在试件高度最高不超过100mm的情况下，总趋势是蠕变劲度随试件增高而变大。采用恒温介质时实际上未改善试件沥青混合料单轴静载实验端部的约束状况或者改善不大，蠕变劲度随试件高度增加的随变化趋势与完全约束的情况一致。（5）端面处理：磨光试件的蠕变劲度比未磨光的更大4.试验指标沥青混合料单轴静载实验5.试验工程意义（1）虽然单轴静载蠕变试验不能很好的对现场进行模拟，但是试验方法却是最简单的。（2）试验设备简单，应用广泛，许多学者采用这种方法，具有丰富的试验资料（3）通过该实验可得出沥青混合料最重要的试验参数——劲度模量（4）KSLA提出了相应的工程方法用于预估沥青路面的车辙深度。沥青混合料单轴静载实验沥青混合料三轴剪切实验1、概述

沥青混合料的三轴压缩试验是检验混合料高温稳定性能得一种方法，在沥青混合料性能研究中应用越来越多。根据国内外资料研究发现，确定沥青混合料抗剪切强度的试验方法有直接剪切试验和三轴剪切试验，其中三轴剪切试验能够更好地模拟路面结构层在行车荷载作用下的剪切破坏情况，尤其是在高温条件下，沥青混合料的三轴剪切试验能比较有效地表征沥青混合料的高温抗剪切能力。沥青混合料三轴剪切实验2实验设备、方法和步骤2.1适用范围（1）本方法适用于由闭式三轴试验仪在规定温度及加载条件下，测定沥青混合料的抗剪切参数，以评价沥青混合料的高温稳定性。三轴压缩试验的试验温度为60°C，也可根据需要采取其他温度。（2）本方法适用于直径100mm±2.0mm、高200mm±1.5mm的圆柱试件。沥青混合料的集料最大粒径不大于26.5mmm。沥青混合料三轴剪切实验2.2试验仪具与材料技术要求（1）三轴压力仪：主要由压力室、轴向加压系统、围压施加系统、数据采集和控制系统等组成，构造图如图2.1所示。三轴试验仪可采取液体压力式和气体压力式，其试验系统应满足以下要求：三轴试验仪可采取液体压力式和气体压力式，其试验系统应满足以下要求：A.轴向荷载传感器量程为100KN，分辨率为0.001kN。图2.1三轴试验仪构造沥青混合琴料三轴轴略剪切实验B.侧向压力最控制分辨库率为1KP来a。C.位移传团感器量欺程为100m日m，分辨葵率为0.1m份m。D.压力室挤温度准宗确至试肯验温度±1°C。(2).烘箱：应巡寿有温度调猫节器，控殃温准确度民至试验温笨度±1°C。(3).橡皮膜院：直径100m陡m，长400脊mm。（注：他橡皮膜养必须是蜘未发生陕老化或背不透气呜的橡皮扣膜）(4).其他：渣温度计觉、秒表型、天平殊、滤纸何等。2.3试验步骤(1)准备工作A.用静压法隐或振动法钟制作圆柱装体试件，朝试件沥青混合愚料三轴轴液剪切实验密度应符市合马歇尔搜标准击实肥密度100℅性±2℅的要要求党，试件尺禁寸应符合煎直径100m助m±2m蹈m，高200搅mm±2亦.0mm的要求。B.用卡尺测铺定试件的鲜直径高度毒，取4个对称方洲向测量平允均值，准柜确至0.1m梯m。C.按本规宗程规定粒的方法获量测试倘件的密渐度、空只隙率等嘴各项物究理指标茎。D.将试件赵置于试睁验温度±1°C烘温箱中破保温4h～5h。E.设定三轴无试验仪试染验温度，强并使压力峰室温度达做到试验温芳度±1°C。(2)试验沥青混合赶料三轴轴宅剪切实验A.从烘箱俭中取出抛预热的选试件，洲装于一雹端密封层的橡皮朴膜中；根然后将传试件安秤放在三逼轴试验厌仪压力矩室的上芬下压头螺的中线镇位置，厘固定到想上下压垂力板上锁，把两鞋端橡皮渐膜翻下谦，并用庭橡皮O形环将烤橡皮膜步两端密娇封于底俩部及顶布部压盘拨，为增半加橡皮抽膜与压降力盘间蚀密封效串果，可货在端部励压盘四驾周涂抹袄真空油屈；仔细廊清洁用俭于密封研的O形环及每其所有装接触面是；密封分好三轴穷室，将轧试件在假压力室哈内保温糟不少于10m延in.B.开启三血轴仪控太制和采粱集系统仗，施加钞设定的懒围压。汉围压的斩大小与欠分级可属以根据委路面的植实际荷焦载情况抓确定，繁但不少病于3级.沥青混铁合料三完轴轴剪咬切实验C.按恒定的宜加载速率稼施加轴向发荷载，使万得轴向应立变率恒定患在0.05丢mm/（mm.m串in）,对于高葡度150父mm试件相倦当于加铸载速度7.5弄mm/弱min。施加荷望载的同时能读取轴向炭压力、轴鄙向变形、百体积变形吹，并控制猎实验过程佣中围压、域温度及变逃形速率恒役定。D.当轴向尚压力出深项峰值弱后，停井止试验附，如不追出现峰弊值，可灯按20﹪应变值车停止试悲验。试葵验结束裂后，卸膝去轴向陪压力和盖围压，亦取出试半件，对蓝试件外刊观进行玩描述记哪录。E.按3.2.芝1～3.2竞.4步骤分别条完成各级为围压试验泰。F.2.辟6各级围透压的平碰行试验笛不少于3个试件。沥青混合呢料三轴轴五剪切实验(4)计算A.按式（T071树8-1）计算概轴向应辅变ε1沥青混养合料三呈轴轴剪眨切实验B.按式（T071跃8-2）计算校勤正后的试婚件截面积Aa沥青混扎合料三父轴轴剪峡切实验C.按式（T07定18-振3）计算里最大主银应力σ1沥青混合问料三轴轴怖剪切实验D.计算抗剪智强度参数c、a.确定各你级围压览的剪切缸破坏极获限值σ1ma疲x1）根据图TO7没18-炎2轴向应朱变-最大主谎应力曲绳线图将下其中最蚕大主应昌力σ1的最大范值作为瞧试件剪姨切破坏考极限值油。2）每个围默压需要进蛋行3个平行延试验，主取3个试件丝式剪切破弄坏极限五值得平伶均值作扑为围压络下混合曲料得剪烦切破坏截极限值σ1ma菌xb.根据计料算法或竟作图法狮确定抗忙剪强度笛参数c、。1）计算棚法：按行式（T07隶18-切4）～S式（T071警8-8）分别米计算抗楚剪强度缩慧参数c、和相关洲系数r。相关阿系数r应大于0.99煎.沥青混合宵料三轴轴射剪切实验沥青混合杨料三轴轴顷剪切实验沥青混葡合料三棵轴轴剪锋切实验沥青混阀合料三找轴轴剪槽切实验计算抗宿剪强度企按如下角公式计恐算：3、试验猴总结及完工程运岩用本文主躬要通过芬三轴试籍验对沥救青混合掏料抗剪懂指标C、φ值进行湖分，通列过围压冠分级测和出应力郑应变，银从而得责出C、φ值，运用仰公式算出罩抗剪强度脑。沥青混赌合料三艇轴轴剪荣切实验沥青路面叛承受重载良车辆反复委荷载的作胃用，在路龄面面层内夏产生了较殖大的剪应吐力，导致猴路面由于锦高温抗剪视能力不足锐而产生严鹿重车辙，半而高温抗字剪能力不呼足通常表誓现沥青混膀合料高温劲稳定性不畏足要从根揉本上避免辛高温车辙被，就须提竿高沥青混负合料的抗元剪能力。通过试验俯得到能反长映材料本充质的力学炕特性的参园数，为进后一步进行私沥青混合名料高温抗拥剪研究提锹供依据，盏由于三轴非试验设备晴复杂、费回用昂贵，包国内进行芹系统研究松的较少本欺文有机会耽借助英国当进口的三街轴剪切试夜验设备，捧对沥青混归合料的抗骗剪性能采诸用三轴剪贼切试验进掠行深入研推究。参考文献：延西利敏沥青混合覆料的强度袖形成机理槽的分析研要究 西坦安公路历学院学报何晓民朗沥青罪混凝土最三轴应损力条件灯下的力题学特性间长亦江科五学院院辩报公路工程蚊沥青及沥叠青混合料更试验规程JTGE阳20-2包011沈金安蚁沥青从及沥青号混合料强路用性股能SHR添P-A回-40趁7，TheSup芝erp宣aveMix渠De污sig避nM锈anu直al览for唱Ne墨wC园ons进tru呆cti升on斜and弦Ov肤erl妙ays白,N.歼R.C葡.US喜A,1兰994溪.8SHR基P-A娇-40窗7，Sta里ge牵1V盏ali商dat皱ion掀of垄th芽eR筝ela鲜tio致nsh走ip秒Bet关wee甚nAsp与hal运tP借rop洋ert失ies欢an侵dA物sph县alt底-Agg碌rea驾teMix务Perf埋orma惹nce.钉N.R.麻C.US施A,19间94.6(7)丧SHRP谢-A-4抛07，Bin拍der谈Ch参ara钻cte酿riz援ati芽on较and券Ev辉alu录ati蜘on萌Vol蛛ume牲4:秧Tes动tM遇eth项ods泡,N.弯C.R婆.US糕A,1辽994泉.5(8)姥SH仗RP-济A-4朋15,宝Per届man评ent得De反for迟mat越ion馒Re渔spo嫩nse睡of雁As腰pha货lt哄Agg彩reg狭ate嫌Mi宰xes河,N.逮C.R未.US存A,1除994泳-5(9)虽SHRP竞-A-3府79,T悬heS浴UPER视PAVE胀Mix浆Des呈ign复Syst嫩emM躲anua励lofSpec浙ific妨atio