CN108871937B - 一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法 - Google Patents

一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法，包括以下步骤：1)制作沥青混凝土试样，分为试验组和对比组，所述试验组进行冻融处理，所述对比组不进行冻融处理；2)将沥青混凝土试样固定在加载夹具之间，对样品施加设定值的加载速度；3)监测其荷载和位移的变化，制作力与位移曲线图；4)根据力与位移曲线图，计算间接拉伸能量，并计算冻融间拉伸残留能量比，表征沥青混凝土的水稳定性。一种测试沥青混凝土水稳定性的试验方法，与传统的试验方法相比，本试验方法测量得到的数据能够更好地表征沥青混凝土的水稳定性，使试验结果更加准确。

Description

一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法
技术领域
本发明涉及沥青混凝土质量检测技术领域，特别是涉及一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法。
背景技术
现有技术中，测试沥青混凝土水稳定性通常采用对样件加压，在加压过程中对其压强、压力进行监控，检测其样本能够承受的最大压强和压力，进而来评价沥青混凝土的水稳定性，但是这种方式测试结果容易因为样品差异以及其他条件差异而被影响；尤其容易使夹具对沥青混凝土试样造成的应力集中对最大荷载产生影响；进而影响测试结果；因此准确性不高；现有领域中，缺少一种较为准确的沥青混凝土稳定性评价方法，能够更为精确和全面地测定沥青混凝土的水稳定性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种较为准确的沥青混凝土稳定性评价方法，能够更为精确和全面地测定沥青混凝土的水稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法，包括以下步骤：
1)制作沥青混凝土试样，分为试验组和对比组，所述试验组进行冻融处理，所述对比组不进行冻融处理；
2)将沥青混凝土试样固定在加载夹具之间，对样品施加设定值的加载速度；
3)监测其荷载和位移的变化，制作力与位移曲线图；
4)根据力与位移曲线图，计算间接拉伸能量，并计算冻融间接拉伸残留能量比，表征沥青混凝土的水稳定性。
较优的，所述步骤1)中，按照以下步骤制作沥青混凝土试样：
11)标准马歇尔试件成型，用马歇尔击实仪双面各击实若干次，得到待冻融试件和对比组试件；
12)将步骤11)中的待冻融试件进行真空饱水；
13)将真空饱水过的待冻融试件进行冷冻；
14)将冷冻后的待冻融试件在60℃±0.5℃的恒温水槽中进行保温；
15)将步骤14)中恒温保温后的待冻融试件和对比组试件均浸入温度为25℃±0.5℃的恒温水槽中，保持浸润时间不少于2小时，浸润后取出待用。
较优的，所述步骤2)中，所述加载夹具包括上加载板(1)和下加载板(2)，所述上加载板(1)水平设置，所述下加载板(2)与所述上加载板(1)平行；所述上加载板(1)的宽度(L1)以及所述下加载板(2)的宽度(L2)均不小于所述样件的最大宽度(D)。
较优的，所述步骤2)中，对所述上加载板(1)或者所述下加载板(2)施加作用力来对试件施加设定值的加速度。
较优的，所述步骤3)中，利用电子万能试验机监测所述试件荷载和位移的变化。
较优的，所述步骤4)中，按照以下步骤获取间接拉伸能量：
41)将冻融试验组的位移与力图线和对比组的位移与力图分别进行打印；
42)在冻融试验组的位移与力图线上找到冻融试验组的试件破裂点(B)，设定图线原点(A)以及破裂点(B)在位移轴上的投影点(C)；
43)此时用剪刀剪下ABC，称取质量m1，再由已知面积的记录纸称取单位面积的记录纸质量m0，并按式(1)求得到曲线形状(ABC)的面积：
Figure GDA0002636475590000031
其中，SΩABC为曲线ABC的面积即间接拉伸能量，单位为N·m；
m0为单位面积记录纸质量，单位为g/(N·m)]；
m1为ABC部分记录纸质量，单位为g；
44)将对比组的曲线同样按照所述步骤42)至43)进行处理。
较优的，所述步骤4)中，按照下列公式计算冻融间接拉伸残留能量比：
Figure GDA0002636475590000032
其中：ER为冻融间接拉伸残留能量比(％)；
Figure GDA0002636475590000033
为冻融的试验组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m。
Figure GDA0002636475590000034
为未冻融的对比组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种测试沥青混凝土水稳定性的试验方法，与传统的试验方法相比，本试验方法测量得到的数据能够更好地表征沥青混凝土的水稳定性，使试验结果更加准确。同时，本方法中，利用了一种新的试验夹具，利用这种夹具来完成试验，能够使试件的破裂过程更加接近实际应用过程，进而更加增加本试验的准确性，本试验中使用冻融间接拉伸残留能量比也更能准确反映沥青混凝土的强度和抗变形能力。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的方法流程图。
图2是本发明的夹具结构示意图。
图3是本发明实施方式中获得的间接拉伸能量曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法，包括以下步骤：
1)制作沥青混凝土试样，分为试验组和对比组，所述试验组进行冻融处理，所述对比组不进行冻融处理；
2)将沥青混凝土试样固定在加载夹具之间，对样品施加设定值的加载速度；
3)监测其荷载和位移的变化，制作力与位移曲线图；
4)根据力与位移曲线图，计算间接拉伸能量，并计算冻融间接拉伸残留能量比，表征沥青混凝土的水稳定性。
进一步的，所述步骤1)中，按照以下步骤制作沥青混凝土试样：
11)标准马歇尔试件成型，用马歇尔击实仪双面各击实若干次，得到待冻融试件和对比组试件；
12)将步骤11)中的待冻融试件进行真空饱水；
13)将真空饱水过的待冻融试件进行冷冻；
14)将冷冻后的待冻融试件在60℃±0.5℃的恒温水槽中进行保温；
15)将步骤14)中恒温保温后的待冻融试件和对比组试件均浸入温度为25℃±0.5℃的恒温水槽中，保持浸润时间不少于2小时，浸润后取出待用。
本实施例中，具体按照以下步骤来进行：
在两个块尺寸为100mm×100mm×10mm或150mm×150mm×10mm的平直钢板间，放置沥青混凝土试样，在电子万能试验机上以速度50mm/min的对沥青混凝土试样进行试压，在电子万能试验机操作软件界面上获得力-位移曲线。根据力-位移曲线，计算间接拉伸能量——力和位移曲线所围的面积。以冻融组间接拉伸能量除以非冻融组间接拉伸能量，得到冻融间接拉伸残留能量比，表征沥青混凝土的水稳定性。
在处理试件时，具体按照下列步骤进行处理：
(1)标准马歇尔试件成型，用马歇尔击实仪双面各击实50次，样品不少于6个。
(2)把试样随机分为两组，每组试样不少于3个，分别测试其空隙率，其空隙率最大值与最小值相差不超过±0.5％。一组为标准组，在室温下保存备用不做任何处理；另一组作为条件组，进行冻融处理；
(3)将第二组试件，先进行真空饱水，即将试件放置在常温水槽中，水浸没试件，再将装有试件的水槽置于真空干燥箱中，启动与真空干燥箱相连接的真空泵，使真空干燥箱保持在97.3～98.7kPa的真空度下15min，然后打开阀门恢复常压，让试件在水中放置30min；
(4)将真空饱水过的每一组的五个试件取出来放在塑料袋中，并加入约10mL的水，扎紧袋口，将试件放入恒温冰箱，冷冻的温度为-18℃±2℃，保持16h±1h；
(5)取出冷冻的试件，立即放入恒温60℃±0.5℃的恒温水槽中，撤去塑料袋，保温24h；
(6)将保温过的试件与之前在常温下保存待用的试件一起全部浸入温度为25℃±0.5℃的恒温水槽中不少于2h，且保证两两时间之间距离不少于10mm；
(7)取出试件测量每个试件的高度，然后立即用电子万能试验机按50mm/min的加载速率进行巴西轮盘间接拉伸试验。
如图2。进一步的，所述步骤2)中，所述加载夹具包括上加载板1和下加载板2，所述上加载板1水平设置，所述下加载板2与所述上加载板1平行；所述上加载板1的宽度L1以及所述下加载板2的宽度L2均不小于所述样件3的最大宽度D。
进一步的，所述步骤2)中，对所述上加载板(1)或者所述下加载板(2)施加作用力来对试件施加设定值的加速度。
进一步的，所述步骤3)中，利用电子万能试验机监测所述试件荷载和位移的变化。
如图3，取得位移与作用力的曲线图，其横轴为样件形变位移，单位为mm；竖轴为电子试验机施加的作用力，单位为N；取得本曲线图之后，进一步的，所述步骤4)中，按照以下步骤获取间接拉伸能量：
41)将冻融试验组的位移与力图线和对比组的位移与力图分别进行打印；
42)在冻融试验组的位移与力图线上找到冻融试验组的试件破裂点B，设定图线原点A以及破裂点B在位移轴上的投影点C；
43)此时用剪刀剪下ABC，称取质量m1，再由已知面积的记录纸称取单位面积的记录纸质量m0，并按式(1)求得到曲线形状(ABC)的面积：
Figure GDA0002636475590000061
其中，SΩABC为曲线ABC的面积即间接拉伸能量，单位为N·m；
m0为单位面积记录纸质量，单位为g/(N·m)]；
m1为ABC部分记录纸质量，单位为g；
44)将对比组的曲线同样按照所述步骤42)至43)进行处理。
进一步的，所述步骤4)中，按照下列公式计算冻融间接拉伸残留能量比：
Figure GDA0002636475590000071
其中：ER为冻融间接拉伸残留能量比(％)；
Figure GDA0002636475590000072
为冻融的试验组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m；其计算方法是按照上述步骤43)计算试验组每一个样件的间接拉伸能量后，将试验组的所有有效样件求取平均后的值。
Figure GDA0002636475590000073
为未冻融的对比组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m。其计算方法是按照上述步骤43)计算试验组每一个样件的间接拉伸能量后，将试验组的所有有效样件求取平均后的值。
在做试验时，每组试验的有效试件不得少于3个，取其平均值作为试验结果。当一组测试值中某一个试验数据与平均值之差大于标准方差的k倍时，该测试值予舍弃，并以其余测试值的平均值作为试验结果。这样的试验结果更加精确。
经过试验，当试样数目m为3、4、5、6时，k值分别为1.15、1.46、1.67和1.82。其他实施方式中，也可以根据试验取的试样的具体项目，取得不同的K值，来过滤取得的数据，使试验结果更加精确。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种测试沥青混凝土水稳定性试验方法，其特征是：包括以下步骤：
1)制作沥青混凝土试样，分为试验组和对比组，所述试验组进行冻融处理，所述对比组不进行冻融处理；
2)将沥青混凝土试样固定在加载夹具之间，对沥青混凝土试样施加设定值的加载速度；
3)监测其荷载和位移的变化，制作力与位移曲线图；
4)根据力与位移曲线图，计算间接拉伸能量，并计算冻融间接拉伸残留能量比，表征沥青混凝土的水稳定性，
所述步骤4)中，按照以下步骤获取间接拉伸能量：
41)将冻融的试验组的位移与力图线和对比组的位移与力图分别进行打印；
42)在冻融的试验组的位移与力图线上找到冻融试验组的试件破裂点(B)，设定图线原点(A)以及破裂点(B)在位移轴上的投影点(C)；
43)此时用剪刀剪下ABC，称取质量m1，再由已知面积的记录纸称取单位面积的记录纸质量m0，并按式(1)求得到曲线形状(ABC)的面积：
Figure FDA0002636475580000011
其中，SΩABC为曲线ABC的面积即间接拉伸能量，单位为N·m；
m0为单位面积记录纸质量，单位为g/(N·m)；
m1为ABC部分记录纸质量，单位为g；
44)将对比组的曲线同样按照所述步骤42)至43)进行处理；
所述步骤4)中，按照下列公式计算冻融间接拉伸残留能量比：
Figure FDA0002636475580000021
其中：ER为冻融间接拉伸残留能量比(％)；
Figure FDA0002636475580000022
为冻融的试验组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m；
Figure FDA0002636475580000023
为未冻融的对比组有效试件的巴西轮盘间接拉伸能量均值，单位为N·m。
2.如权利要求1所述的测试沥青混凝土水稳定性试验方法，其特征是：所述步骤1)中，按照以下步骤制作沥青混凝土试样：
11)标准马歇尔试件成型，用马歇尔击实仪双面各击实若干次，得到待冻融试件和对比组试件；
12)将步骤11)中的待冻融试件进行真空饱水；
13)将真空饱水过的待冻融试件进行冷冻；
14)将冷冻后的待冻融试件在60℃±0.5℃的恒温水槽中进行保温；
15)将步骤14)中恒温保温后的待冻融试件和对比组试件均浸入温度为25℃±0.5℃的恒温水槽中，保持浸润时间不少于2小时，浸润后取出待用。
3.如权利要求1所述的测试沥青混凝土水稳定性试验方法，其特征是：所述步骤2)中，所述加载夹具包括上加载板(1)和下加载板(2)，所述上加载板(1)水平设置，所述下加载板(2)与所述上加载板(1)平行；所述上加载板(1)的宽度(L1)以及所述下加载板(2)的宽度(L2)均不小于所述沥青混凝土试样的最大宽度(D)。
4.如权利要求3所述的测试沥青混凝土水稳定性试验方法，其特征是：所述步骤2)中，对所述上加载板(1)或者所述下加载板(2)施加作用力来对沥青混凝土试样施加设定值的加载速度。
5.如权利要求1所述的测试沥青混凝土水稳定性试验方法，其特征是：所述步骤3)中，利用电子万能试验机监测所述沥青混凝土试样荷载和位移的变化。
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