T0745—2025  瀝青混合料重復(fù)壓縮試驗(yàn)

本文引用JTG 3410-2025《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》-T0745—2025  瀝青混合料重復(fù)壓縮試驗(yàn) 

1目的與適用范圍

1.1本方法適用于三軸重復(fù)壓縮法測(cè)定瀝青混合料的蠕變速率，以評(píng)價(jià)其高溫性能。

1.2本方法適用于室內(nèi)成型試件或現(xiàn)場(chǎng)取芯試件的蠕變速率測(cè)試。

2儀具與材料

TD713-2型瀝青混合料圓柱體單軸壓縮試驗(yàn)儀

2.1三軸試驗(yàn)儀

2.1.1加載系統(tǒng)：根據(jù)軸向荷載加載方式可分為伺服液壓，氣動(dòng)、電磁等類型，軸向壓力介質(zhì)可采用水、油或空氣。加載系統(tǒng)所有部件應(yīng)采用硬化不銹鋼材質(zhì)。

1)圍壓加載方式：根據(jù)圍壓施加方式，三軸試驗(yàn)系統(tǒng)可分為三類。

(1)A型：將試件和上、下加載板裝入真空乳膠膜中，試驗(yàn)時(shí)，乳膠膜套應(yīng)通過(guò)雙層0形環(huán)密封，并固定在加載板上凹槽中，以確保整個(gè)試件完全密封。試件置于壓力室內(nèi)，通過(guò)介質(zhì)對(duì)壓力室加壓來(lái)反向?qū)υ嚰┘訃鷫?，然后施加軸向重復(fù)載荷。

(2)B型：試件裝入橡膠輪胎內(nèi)胎中，通過(guò)給輪胎充氣給試件圓周實(shí)施圍壓(上、下端部沒(méi)有圍壓)。試驗(yàn)時(shí)，將試件、加載板組裝好，通過(guò)橡膠輪胎充氣施加一個(gè)圍壓，再立即通過(guò)加載板施加一個(gè)與輪胎氣壓相同的恒定軸向壓力，實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件圍壓平衡。然后再施加軸向重復(fù)載荷。

(3)C型：試件裝入真空乳膠膜內(nèi)，通過(guò)抽真空給試件施加一個(gè)真空負(fù)壓來(lái)實(shí)施圍壓。將試件和上、下加載板裝入真空乳膠膜中，試驗(yàn)時(shí)，乳膠膜套應(yīng)通過(guò)雙層O形環(huán)密封，并固定在加載板上凹槽中。下加載板有放射狀排氣孔，且與底座出口管、壓力調(diào)節(jié)閥、真空泵連接。試驗(yàn)時(shí)，直接抽真空在試件內(nèi)部形成一個(gè)負(fù)壓來(lái)實(shí)施圍壓。然后再施加軸向重復(fù)載荷。

2)加載要求

(1)加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)試件施加圍壓σ_c和重復(fù)加載的軸向應(yīng)力σ_A(t)。圍壓可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的。一個(gè)周期分為加載期t₁和恢復(fù)期t₀。加載應(yīng)力波形可以采用半正弦波形或矩形波形。當(dāng)圍壓小于25kPa時(shí)，σ_A(t)應(yīng)不小于25kPa。

當(dāng)采用半正弦波形時(shí)，其加載應(yīng)力波形如圖T0745-4所示。重復(fù)加載的軸向應(yīng)力，加載期振幅為σv,其表達(dá)式為式(T0745-1)。在恢復(fù)期σ_A(t)=σ_c。加載頻率一般為1Hz或3Hz,圍壓為50kPa或150kPa,振幅為300kPa或200kPa。

σ_A(t)= σ_c+σ_V˙〔1+sin(2πft-0.5π)〕         (T0745-1)

式中：σ_A(t)——加載期時(shí)間t的重復(fù)加載的軸向應(yīng)力，kPa;

σ_c——圍壓，kPa;

σ_V——加載期，半正弦波軸向應(yīng)力的振幅，kPa;

f——加載期的加載頻率，是加載期t₁的倒數(shù)，Hz;

t——加載期時(shí)間，s。

(2)當(dāng)采用矩形波形時(shí)，其加載應(yīng)力波形如圖T0745-5所示。重復(fù)加載的軸向應(yīng)力，強(qiáng)度為σ_B,其表達(dá)式為式(T0745-2);在恢復(fù)期σ_A(t)=σ_c。x?～x?波形總時(shí)間不得超過(guò)加載期時(shí)間的20%。加載周期和恢復(fù)周期一般均為1s,圍壓為50kPa或150kPa,強(qiáng)度為300kPa或200kPa。

σ_A(t)=σ_c+σ_B                  (T0745-2)

式中：σ_B——加載期時(shí)間應(yīng)力強(qiáng)度，kPa。

2.1.2加載板：可采用硬質(zhì)或鍍層處理的鋼板，或陽(yáng)極氧化的高強(qiáng)度鋁板，硬度、模量低于6061-T6的鋁板不得使用。加載板直徑略大于試件直徑10mm,分別置于試件的底部和頂部，用以將加載裝置的施加荷載從試驗(yàn)機(jī)傳遞給試件。加載板應(yīng)具有足夠剛度，施加250kPa應(yīng)力時(shí)加載壓頭的變形應(yīng)小于2μm。

2.1.3控制系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)軸壓和圍壓獨(dú)立控制，且確保加載過(guò)程中控制的應(yīng)力沒(méi)有過(guò)調(diào)制?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)包括一個(gè)可編程函數(shù)發(fā)生器和一個(gè)控制電路，用于生成所需的加載信號(hào)。在測(cè)量過(guò)程中，圍壓和軸向應(yīng)力的振幅或強(qiáng)度，控制精度應(yīng)達(dá)到±2%。

2.1.4荷載傳感器：量程不小于5kN,精度±10N,響應(yīng)頻率不小于試驗(yàn)頻率的10倍。

2.1.5位移傳感器：一般2個(gè)，量程不小于10mm,精度±2%(測(cè)量范圍5mm),響應(yīng)頻率不小于試驗(yàn)頻率的10倍，通過(guò)測(cè)定上加載板高度變化來(lái)測(cè)記試件軸向永久變形。

2.1.6溫度傳感器：量程應(yīng)滿足測(cè)量要求，精度±0.5℃。

2.1.7數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采集壓力、位移、加載次數(shù)、溫度等數(shù)據(jù)。采集頻率應(yīng)滿足試驗(yàn)要求。每次數(shù)據(jù)采集應(yīng)在加載期、恢復(fù)期的固定時(shí)刻進(jìn)行。對(duì)于半正弦波加載模式，應(yīng)在信號(hào)最小值處進(jìn)行采集。而對(duì)于矩形波，則應(yīng)在恢復(fù)期進(jìn)行采集，且盡可能接近下一個(gè)脈沖荷載。

2.1.8溫控箱：控溫精度±1℃,容積足夠大，宜能夠容納2個(gè)試件。

2.2聚四氟乙烯薄膜：兩張，直徑稍大于加載板直徑，厚度0.25mm,按現(xiàn)行《硫化橡膠或熱塑性橡膠 硬度的測(cè)定 第4部分：用邵氏硬度計(jì)法(邵爾硬度)測(cè)定壓入硬度》(GB/T39693.4)或《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓入硬度試驗(yàn)方法 第1部分：邵氏硬度計(jì)法(邵氏硬度)》(GB/T531.1——2008)測(cè)定23℃±2℃的邵氏硬度為50A～60A,用于放在兩個(gè)加載板與試件之間。

2.3角度尺：金屬材質(zhì)。

2.4其他：天平、游標(biāo)卡尺、硅油、膠乳橡膠膜等。 

3動(dòng)態(tài)模量測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定

3.1數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)首次使用或使用中每年或每測(cè)試200次，進(jìn)行一次標(biāo)定。

3.2環(huán)境箱首次使用或使用中每年進(jìn)行一次控溫精度標(biāo)定。

3.3檢查測(cè)量系統(tǒng)，以確保荷載、變形數(shù)據(jù)采集通道之間沒(méi)有過(guò)大的相位偏移。

4試驗(yàn)準(zhǔn)備

4.1對(duì)于公稱最大粒徑≤16mm的瀝青混合料，試件直徑應(yīng)不小于50mm;對(duì)于公稱最大粒徑>16mm的瀝青混合料，試件直徑應(yīng)不小于75mm。高徑比一般為1.5。

4.2按如下要求成型試件：

(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(nèi)短期老化后，按本規(guī)程T0702、T0703或T0736成型大試件(以與鉆取的小試件區(qū)別)。也可按T0701從現(xiàn)場(chǎng)鉆取或切割試件。

(2)大試件放置水平；固定取芯機(jī)和大試件，鉆頭與大試件對(duì)中垂直，調(diào)整合適旋轉(zhuǎn)速度，緩慢勻速向下鉆取滿足直徑要求的芯樣，周邊面光滑、平整，且與兩個(gè)端面垂直。

(3)將芯樣水平固定在切割機(jī)上，芯樣軸向與鋸片垂直，合理調(diào)整切割機(jī)鋸片旋轉(zhuǎn)速度和試件推進(jìn)速度，切除芯樣兩端，得到滿足高度要求的鉆芯試件。切割的試件兩個(gè)端面平行，且表面平滑平整；采用直尺和塞尺，沿直徑方向測(cè)量溝紋高差，每轉(zhuǎn)動(dòng)120°測(cè)定一次，測(cè)定3次；每個(gè)方向上溝紋高差控制在±0.05mm內(nèi)。試件的兩個(gè)端面與其軸向垂直，采用角度尺檢查垂直偏差不超過(guò)2°,否則試件應(yīng)舍棄。

4.3在三個(gè)位置測(cè)定試件直徑、高度。按本規(guī)程相關(guān)試驗(yàn)方法測(cè)定試件的空隙率、VMA和VFA等參數(shù)，其空隙率與設(shè)計(jì)空隙率之差應(yīng)≤±1%。

4.4準(zhǔn)備好的試件在不超過(guò)20℃、相對(duì)濕度低于80%的室內(nèi)放置8h以上風(fēng)干?；虿捎谜婵崭稍飪x烘干，先將試件用干毛巾等擦除表面水后，在室溫23℃±5℃靜置不少于1h,放入真空干燥儀，在低于0.8kPa的真空條件下干燥約30min至恒重。

4.5若試件制備后2d內(nèi)不進(jìn)行試驗(yàn)，需用聚乙烯薄膜將其包裹好，在5～15℃環(huán)境下避光保存，存放時(shí)間不宜超過(guò)14d,且不可堆疊。

4.6一組試驗(yàn)不少于3個(gè)有效試件。

4.7確定試驗(yàn)溫度和試驗(yàn)參數(shù)。

(1)對(duì)于表面層瀝青混合料，試驗(yàn)溫度為60℃,圍壓為150kPa,半正弦波振幅為300kPa,加載期頻率為3Hz,或矩形波，強(qiáng)度為300kPa,加載期、恢復(fù)期均為1s。當(dāng)評(píng)價(jià)慢速交通影響時(shí)，可采用加載期頻率1Hz。

(2)對(duì)于其他結(jié)構(gòu)層瀝青混合料，試驗(yàn)溫度為50℃,圍壓為50kPa,半正弦波振幅為200kPa,加載期頻率為3Hz,或矩形波，強(qiáng)度為200kPa,加載期、恢復(fù)期均為1s。當(dāng)評(píng)價(jià)慢速交通影響時(shí)，可采用加載期頻率1Hz。

5試驗(yàn)步驟

5.1啟動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，設(shè)置試件信息，按4.7設(shè)置試驗(yàn)溫度、加載頻率或加載期、恢復(fù)期、應(yīng)力水平等試驗(yàn)信息。

5.2啟動(dòng)環(huán)境箱，加熱至試驗(yàn)溫度，使壓力室中介質(zhì)、荷載傳感器等達(dá)到試驗(yàn)溫度±1℃。

5.3將試件、加載板、薄膜放入已達(dá)試驗(yàn)溫度的環(huán)境箱中。同時(shí)在環(huán)境箱中放置相同尺寸已測(cè)試件，在其中部貼一個(gè)溫度傳感器，根據(jù)傳感器測(cè)定的內(nèi)部溫度判斷待測(cè)試件是否達(dá)到試驗(yàn)溫度。

5.4當(dāng)環(huán)境箱和試件內(nèi)部溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度，再恒溫30～60min。

5.5打開(kāi)環(huán)境箱，按下加載板、薄膜、試件、薄膜、上加載板順序，裝入膠乳橡膠膜套內(nèi)，用O形圈密封、固定；或?qū)⒃嚰湃胂鹉z輪胎內(nèi)胎中，充氣、固定。

5.6按組裝好的試件，對(duì)中放在加載裝置上，調(diào)整試件，使其與上、下加載板對(duì)中、同軸。施加一定的預(yù)加載應(yīng)力，對(duì)于半正弦波，應(yīng)不超過(guò)0.02(σ_C+2σ_V);對(duì)于矩形波，應(yīng)不超過(guò)0.02(σ_C+σ_B)。施加應(yīng)力應(yīng)緩慢且平穩(wěn)。預(yù)加載時(shí)間不得超過(guò)120s。

5.7安裝位移傳感器。關(guān)閉環(huán)境箱，待其溫度恢復(fù)到試驗(yàn)溫度。同時(shí)等待一定時(shí)間，以消減試件安裝產(chǎn)生的應(yīng)力。

5.8再次按照5.6施加預(yù)加載應(yīng)力，預(yù)加載時(shí)間為120s±5s。預(yù)加載完成后，立即施加圍壓。施加圍壓10s后，開(kāi)始施加軸向應(yīng)力，重復(fù)加載不少于10000次。

5.9重復(fù)加載過(guò)程中進(jìn)行永久變形數(shù)據(jù)采集。前100次加載中，至少每10次采集一次數(shù)據(jù)；第101～1000次加載中，至少每100次采集一次數(shù)據(jù)；之后至少每500次采集一次數(shù)據(jù)。

5.10試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)檢查圍壓和軸向應(yīng)力是否保持在設(shè)定值的±2%內(nèi)。

5.11重復(fù)加載達(dá)到10000次，或試件變形量大于6%時(shí)，停止試驗(yàn)。如蠕變?cè)囼?yàn)的第二階段測(cè)量時(shí)間過(guò)短，可相應(yīng)延長(zhǎng)加載次數(shù)。

6數(shù)據(jù)處理

6.1按式(T0745-3)計(jì)算試件的累計(jì)應(yīng)變，精確至0.01。

ε_i=(h₀-h_i)×100/h₀              (T0745-3)

式中：ε_i——第 次加載后試件的累計(jì)應(yīng)變，%

h₀——預(yù)加載后試件高度，mm

h_i——第i次加載后試件高度，mm。

6.2繪制累計(jì)應(yīng)變-加載次數(shù)曲線。

6.3按式(T0745-4),對(duì)圖T0745-2中變形2階段進(jìn)行線性回歸，得到蠕變速率，精確至0.01。

ε_i=a+f_c×10^-4×i                   (T0745-4)

式中：f_c——蠕變速率，με/次。

6.4取3個(gè)試件測(cè)定值的算術(shù)平均值作為混合料的蠕變速率試驗(yàn)結(jié)果，精確至0.1με/次.

7報(bào)告

7.1試驗(yàn)項(xiàng)目名稱和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

7.2瀝青混合料的類型

7.3接樣日期、樣品描述。

7.4試驗(yàn)日期，儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)及編號(hào)。

7.5試驗(yàn)溫度、施加圍壓、加載波形、脈沖應(yīng)力的振幅(強(qiáng)度)、頻率(加載期和恢復(fù)期)、蠕變曲線、蠕變特性、蠕變速率等。

7.6其他需要說(shuō)明的情況。

在我單位整理過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)部分錯(cuò)誤，僅供參考，建議購(gòu)買正版試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。