T0744—2025  瀝青混合料裂紋擴展試驗(半圓形彎曲法)

本文引用JTG 3410-2025《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》-T0744—2025  瀝青混合料裂紋擴展試驗(半圓形彎曲法) 

1目的與適用范圍

1.1本方法適用于半圓彎曲法測定瀝青混合料的斷裂能和柔性指數，以評價瀝青混合料抗裂紋擴展性能。

1.2本方法標準試驗溫度為25℃±0.5℃,加載速率為50mm/mim±5mm/min。

1.3本方法適用于公稱最大粒徑不大于31.5mm的瀝青混合料。

2儀具與材料

2.1半圓彎曲試驗機：試驗機包括軸向加載裝置、荷載測量裝置、變形測量裝置、彎曲夾具，以及數據采集和控制系統(tǒng)。

2.1.1軸向加載裝置：量程不小于10KN,分辨力10N,精度±1%;加載速率為50mm/min±1mm/min。

2.1.2彎曲夾具：由壓條、鋼底板、兩個直徑25mm的鋼輥和LVDT定位架組成。加載壓頭的接觸曲率半徑為12.5mm±0.5mm。壓條水平方向上可實現相對于垂直加載軸旋轉，以適應試件的微小變化。

2.1.3位移測量裝置：量程不小于30mm,精度±0.01mm。宜使用LVDT位移傳感器。若試驗機原有的行程(位置)傳感器經校準滿足精度要求，也允許使用。

2.1.4數據采集和控制系統(tǒng)：能夠采集、記錄荷載、位移和時間，采用50mm/min±1mm/min恒定加載速率控制，數據采集頻率≥50Hz。

2.2溫控箱：氣浴恒溫箱或恒溫水槽，控溫精度±0.5℃。

2.3塑料片：聚四氟乙烯材質，長度略大于試件厚度，寬約40mm。

2.4切割機：試驗室用金剛石鋸片鋸石機(單鋸片或雙鋸片切割機)或現場用路面切割機，有淋水冷卻裝置，其切割厚度不小于試件厚度。同時配備滿足1.5mm±0.2mm寬度的專用切縫機。

2.5高度塊：高精度的高度塊組，高度測量范圍為1.20～1.60mm,精度±0.01mm。

2.6其他：計時器、游標卡尺、直尺、塑料袋等。

以上產品我公司均有生產和銷售

3試驗準備

3.1試驗機的檢查

3.1.1數據采集和控制系統(tǒng)首次使用或使用中每年或每測試200次，進行一次標定。

3.1.2檢查測量系統(tǒng)，以確保荷載、變形數據采集通道之間沒有過大的相位偏移。

3.2試件準備

3.2.1可按如下方法準備試件：

(1)按T0740拌制瀝青混合料試樣，或按T0701從拌和樓取瀝青混合料試樣；試樣室內短期老化后，按本規(guī)程T0736旋轉壓實法成型直徑150mm±1mm、高度115mm試件，試件脫模后在中部切取2個厚度為50mm±2mm的圓柱形切片；當公稱最大粒徑≥26.5mm時，成型直徑150mm±1mm、高度160~170mm試件，試件脫模后在中間切取2個厚度為65mm±2mm的圓柱形切片。再將每個切片切成高度為2個74mm±1mm半圓形，如圖T0744-3所示。切割的半圓彎曲試件，外觀光滑，表面和底面平整且互相平行。

(2)按拌制瀝青混合料試樣，或按T0701從拌和樓取瀝青混合料試樣；試樣室內短期老化后，按T0703輪碾法成型厚度≥50mm(公稱最大粒徑≥26.5mm時，厚度≥75mm)試件，試件脫模后表面鉆芯、切割后得到直徑為150mm±1mm、厚度為50mm±2mm(公稱最大粒徑≥26.5mm時，厚度為65mm±2mm)圓柱形試件。最后將每個切片切成高度為2個74mm±1mm半圓形。

(3)也可按T0701現場鉆取直徑150mm±2mm的芯樣，芯樣厚度應滿足≥35mm(公稱最大粒徑≥26.5mm時，厚度≥50mm)試件，室內切割成厚度35～50mm(公稱最大粒徑≥26.5mm時，厚度為50～65mm)切片。最后將每個試件或切片切成高度為2個74mm±1mm半圓形。

3.2.2沿每個半圓形試件的對稱軸切出一個切縫，深度為15mm±1mm,寬度為1.5mm±0.1mm。

3.2.3用游標卡尺測量每個試件兩個面的高度，取平均值，精確至0.1mm;若試件高度不滿足要求，或兩個高度測量值的差大于0.5mm,試件應廢棄。用直尺測量每個試件兩個面的有效高度、切縫深度，分別取平均值，精確至0.5mm;若切縫深度不滿足要求，試件應廢棄。按圖T0744-4切縫中1~5標識的大致位置，用游標卡尺測定試件厚度，取5個測定值的平均值，精確至0.1mm;若厚度不滿足要求，或5個測量值中的任何一個值與平均值相差大于0.5mm,則該試件應廢棄。用高度塊組檢查切縫的縫寬，取3個測定值的算術平均值，精確至0.05mm,縫寬不滿足要求的試件應廢棄。同時檢查切縫中心與半圓軸線的偏差不大于±1.5mm。

3.2.4按本規(guī)程相關試驗方法測定試件的空隙率、VMA和VFA等參數，其空隙率與設計空隙率之差應≤±1%。

3.2.5若試件制備后2d內不進行試驗，在15℃以下環(huán)境中避光保存，存放時間不宜超過14d,且不可堆疊。存放期間，試件應水平放置于表面平整的硬玻璃板(或瓷磚)上，防止試件發(fā)生變形。

3.2.6一組試驗不少于4個有效試件。

4試驗方法與步驟

4.1將試件裝入密封塑料袋中，置于已調溫至25℃±0.5℃的恒溫水槽或直接放入溫控箱中，保溫≥4h或恒溫一夜。試件之間的距離應不小于10mm。

4.2從溫控箱取出試件(水槽中取出，應去除塑料袋),按圖T0744-2所示，對中放置于鋼輥上，在試件與鋼輥之間放上塑料片；調整試件位置，使試驗加載時施加的力沿試件徑向垂直穿過試件中心，同時穿過切縫中線。

4.3對試件施加接觸荷載(包含壓頭質量)0.1kN±10N,加載速率為0.05kN/s,并記錄接觸荷載。實際施加的接觸荷載應減去壓條的質量。

4.4在達到0.1kN接觸荷載后，立即以50mm/min±10mm/min速率進行垂直加載。當施加荷載突然下降，降至0.1kN以下時，停止試驗。觀察裂紋發(fā)展區(qū)域。如圖T0744-5所示，若裂紋發(fā)展超出了試件中線±15°區(qū)域，則該試件數據無效。

4.5試件從溫控箱中取出，至試驗結束，計時不超過60s。

5數據處理

5.1繪制荷載-位移曲線，并進行函數擬合。典型曲線如圖T0744-6所示。其中第1階段，開始加載直至達到峰值荷載之前的曲線段，采用式(T0744-1)進行擬合；第2階段，荷載峰值后直至荷載下降至0.1kN的曲線段，采用式(T0744-2)進行擬合。若試驗結束之前最小荷載大于0.1kN,則應將荷載-位移曲線段外延至荷載0.1kN。

P₁(u)=c₁×u³+c₂×u²+c₃×u+c₄      (T0744-1)

式中：P₁(u)——第一階段的施加荷載，kN;

u——位移，mm;

c_1、c₂、c₃、c₄——擬合系數。

P₂(u)=∑ⁿ_i-1d_ie^-(u-ei^/fi⁾²           (T0744-2)

式中：P₂(u)——第二階段的施加荷載，kN;

d_i、e_i、f_i——擬合系數；

n——指數項的數量，為4。

5.2在圖T0744-6曲線上確定峰值荷載P_max和相應的位移u₀,分別精確至0.1kN和0.1mm;確定荷載-位移曲線峰值后拐點及相應的斜率絕對值m、臨界位移u₁,分別精確至0.1kN/mm和0.1mm。

5.3按式(T0744-3)數值積分法計算斷裂功，精確至1

W_f=∫^u0₀P₁(u)du+∫^umax_u0P₂(u)du           (T0744-3)

式中：W_f——斷裂功，J;

u0——最大荷載相應的位移，mm;

u_max——試驗結束時荷載為0.1kN相應的位移，mm。

5.4按式(T0744-4)計算斷裂能密度，精確至1。

G_f=W_f×10⁶/(a×t)             (T0744-4)

式中：G_f——斷裂能密度，J/m2;

a——試件有效高度，mm;

t-——試件厚度，mm。

5.5按式(T0744-5)計算柔性指數，精確至0.1。

F_I=G_f/m×(1/100)        (T0744-5)

式中：F_I——柔性指數；

m——峰值后拐點處斜率絕對值，kN/mm。

5.6一組試件，取各測定值的算術平均值作為試驗結果，柔性指數精確至0.1。當一組試件的柔性指數試驗變異系數不滿足要求時，可剔除與平均值偏差最大值，再計算剩余測定值的變異系數。若剔除試件后有效試件少于4個，則應補充試驗。

6允許誤差

柔性指數重復性試驗的變異系數≤30%。

7報告

7.1試驗項目名稱和執(zhí)行標準。

7.2瀝青混合料類型、密度、空隙率。

7.3接樣日期、試件的厚度和韌帶長度。

7.4試驗日期，儀器設備的名稱、型號及編號。

7.5試驗溫度、加載速率；試件的切縫長度、切縫寬度、有效高度、厚度。

7.6峰值荷載P_max、u₀位移的平均值和變異系數。

7.7峰后拐點切線斜率m、臨界位移u₁的平均值和變異系數。

7.8柔性指數的平均值和變異系數。

7.9其他需要說明的情況。

在我單位整理過程中有可能會出現部分錯誤，僅供參考，建議購買正版試驗標準。