概述:
路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀是一種多功能的公路路基材料實(shí)驗(yàn)儀器,,它由底座、變速箱,、立柱,、支架、電機(jī),、電器開關(guān)等組合而成.
路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀技術(shù)參數(shù):
大絲杠盤
大升降距離:200mm
機(jī)動速度:快速50mm/min
慢速1mm/min[1]
結(jié)構(gòu)原理:
由底座,、減速箱、立柱,、橫梁及罩殼等組成,。
電動機(jī)及控制電器置于底座內(nèi),減速箱置于底座上,。
橫梁,、減速箱及底座經(jīng)兩根立柱相聯(lián)接,橫梁并可上下調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同高度的試樣,,橫梁下平面可聯(lián)接測力環(huán),。
底座及減速箱外面裝有罩殼。
試驗(yàn)儀加載有兩種形式,,一種是電動,,電動機(jī)由同步齒形帶傳遞給減速箱,經(jīng)減速箱減速后,,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成絲桿的垂直運(yùn)動,,從而達(dá)到對試樣垂直加載的功用。另一種是手動,,將調(diào)速手柄置于空檔,,即可用搖手柄進(jìn)行手動加載[1]
使用方法說明:
路面材料強(qiáng)度儀及其它配套夾具可進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn),如水泥石灰穩(wěn)定土的抗壓強(qiáng)度,、劈裂強(qiáng)度,、加彈模量等試驗(yàn)、瀝青混凝土的馬歇爾試驗(yàn),、路基土和多種路面材料的承載比(CBR)試驗(yàn),。
1、路面材料強(qiáng)度儀中的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)
(1)測量試件的高度
用游標(biāo)卡尺量取試件的高度,,至少取圓周等分四點(diǎn)的平均值作為試件的高度,,準(zhǔn)確至1mm。
(2)測定試件的密度
先在天平上稱量試件在空氣中的質(zhì)量,,然后稱其在水中的質(zhì)量(如試件空隙率較大時(shí)應(yīng)采用蠟封法),,準(zhǔn)確至0.1g。
其中: Dm — 試件密度 g /cm3
W — 試件在空氣中質(zhì)量 g
W1 — 試件在水中質(zhì)量 g
W2 — 封蠟后試件在空氣中質(zhì)量 g
W3 — 封蠟后試件在水中質(zhì)量 g
Gp — 蠟的比重
Gw —常溫水的密度 (1g /cm3)
(3)測定試件的穩(wěn)定度
a. 將測定密度后的試件及馬歇爾試驗(yàn)的上,、下壓頭,,置于溫度為60度±1度石油瀝青的恒溫水槽保持至少30~45分鐘。
b. 將上,、下壓頭從水槽中取出拭干凈內(nèi)面,,在下壓頭的導(dǎo)棒上涂少量黃油,再將試件取出置下壓頭上,,蓋上上壓頭,,然后裝在加載設(shè)備上。
c. 將流值測定裝置安裝在導(dǎo)棒上,,使導(dǎo)向套輕輕地壓住上壓頭,,同時(shí)將流值計(jì)讀數(shù)調(diào)零。
d. 在上壓頭的球座上放妥鋼球,,并對準(zhǔn)測力環(huán)的壓頭,,然后將測力環(huán)中百分表讀數(shù)對零,。
e. 將量程0~30 kN 的測力環(huán)裝在試驗(yàn)儀上,調(diào)整加載速度為 50 mm /min,,啟動試驗(yàn)儀,,當(dāng)載荷達(dá)到大值的瞬間,讀取測力環(huán)中百分表及流值計(jì)的流值讀數(shù),。
注:從恒溫水槽中取出試件至測出大載荷值的時(shí)間,,不應(yīng)超過30s。
2,、路面材料強(qiáng)度儀中的承載比試驗(yàn)
(1)泡水膨脹量測定
a. 試件制成后,,取下試件頂面的破殘濾紙,放一張好的濾紙,,并在其上安放附有調(diào)節(jié)桿的多孔板,,在板上加足夠的載荷板,使試件面上的壓力等于該材料層上路面的壓力,。
b. 將試筒與多孔底板一起放入水槽內(nèi)(先不放水),,并用拉桿將模具拉緊,安裝百分表,,并讀取初始讀數(shù),。
c. 向水槽內(nèi)放水,使水自由進(jìn)入到試件的頂部和底部,,泡水期間,,槽內(nèi)水面應(yīng)保持在試件上頂面約250mm以上,,通常試件需泡96小時(shí),。
d. 在96小時(shí)終了時(shí),讀取試件上百分表讀數(shù),,并用下式計(jì)算膨脹量:
從水槽中取出試件,,倒出試件頂面的水,靜置15分鐘,,然后卸去附加載荷的多孔板,、底板及濾紙,并稱重,,計(jì)算試件的溫度和密度的變化,。
(2)路面材料強(qiáng)度儀中的貫入試驗(yàn)
a. 將泡水試驗(yàn)終了的試件放到試驗(yàn)儀的升降臺上,在貫入桿周圍放置預(yù)定數(shù)量的載荷板,。
b. 先在貫入桿上施加4500g 載荷,,然后將測力和測形變的百分表指針調(diào)零。
c. 在試驗(yàn)儀上安裝量程為0~50 kN的測力環(huán),,調(diào)整加載速度為1mm/min,并啟動試驗(yàn)儀,記錄測力環(huán)內(nèi)百分表某些整讀數(shù) ( 如20,、40,、60 …)時(shí)的貫入量,并需注意,使貫入量為2.5 mm時(shí),,能有5個(gè)以上的讀數(shù),。因此測力環(huán)百分表的*個(gè)讀數(shù)應(yīng)是0.3mm左右。
試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算并 繪制壓力(單位壓力)—貫入量曲線,,將單位壓力作為橫坐標(biāo),,貫入量作為縱坐標(biāo),繪制曲線,。
一般采用貫入量為2.5 mm時(shí)的單位壓力(kPa)與標(biāo)準(zhǔn)壓力之比作為材料的承載比,,因此承載比= 單位壓力/0.7 ×100% ,同時(shí)計(jì)算貫入量為5.0mm時(shí)的承載比,。
如貫入量為5.0mm時(shí)的承載比大于2.5mm時(shí)的承載比,,則試驗(yàn)要重做,如結(jié)果仍然如此,,則采用5.0mm時(shí)的承載比,。
3、路面材料強(qiáng)度儀的回彈模量試驗(yàn)
a. 在試驗(yàn)儀上安裝量程為0~50kN的測力環(huán),。
b. 將試件和試筒的底面放在試驗(yàn)儀的升降臺上,。
c. 將百分表支架固定在試筒兩側(cè)的螺孔內(nèi),將承載板放在試件表面中央位置,,并與試驗(yàn)儀的貫入桿對正,。
d. 將百分表和表頭安在支桿上,并將百分表測頭安放在承載板兩側(cè)的支架上
e. 將預(yù)定的大壓力分為4~6份,,作為每級加載的壓力,,施加*級載荷(如為預(yù)定壓力的1/5,待載荷作用達(dá)60s時(shí),,記錄百分表的讀數(shù),,同時(shí)卸去載荷,讓試樣的形變恢復(fù)到30s時(shí),,記錄百分表讀數(shù),。
f. 施加第二級載荷(為預(yù)定大載荷的2/5),待載荷作用1min,,記錄百分表的讀數(shù),,并卸去載荷,卸荷后到30s時(shí)記錄百分表讀數(shù),,并施加第三級載荷,,如此逐級進(jìn)行,直到做完后一次試驗(yàn),。
g. 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算:
一級載荷下的回彈形變I
I=加荷時(shí)讀數(shù) - 卸荷時(shí)讀數(shù) ,,mm
以單位壓力P為橫座標(biāo)(向右),,回彈形變?yōu)榭v坐標(biāo)(向下),繪制P與I的關(guān)系曲線,。若開始段出現(xiàn)凹現(xiàn)象,,需進(jìn)行修正,一般情況下將*點(diǎn)和第二點(diǎn)聯(lián)成直線,,并延長此直線與縱坐標(biāo)相交,,此交點(diǎn)為新原點(diǎn)。
按下式計(jì)算回彈模量E:
I — 相應(yīng)于單位壓力P的回彈形變,,mm
μ— 泊桑比,,對于路基土取0.35,對于路面材料取0.25,。
4,、間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)(劈裂試驗(yàn))
a. 將已浸水一晝夜的試件從水中取出,用軟棉布吸去試件表面的可見自由水,,稱取試件質(zhì)量,。
b. 用游標(biāo)卡尺測量試件的高度(h1)準(zhǔn)確到0.1mm。
c. 在試驗(yàn)儀的升降臺上置一壓條,,將試件置在壓條上(可以 用壓條),,在試件的頂面也放一壓條(上下壓條與試件的接觸線必須是試件的平均線,并與升降臺垂直),。
d. 調(diào)整速率為1mm/min,,并啟動試驗(yàn)儀,記錄試件破壞時(shí)的大壓力P(kN),。
e. 從試件內(nèi)部取有代表性的樣品(經(jīng)過打碎)測定其含水量,。
f. 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算:
d — 試件的直徑 mm
L — 浸水后試件的高度 mm
5、路面材料強(qiáng)度儀中的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
a. 將已浸水一晝夜的試件從水中取出,,用軟布吸去試件表面的可見自由水,,并稱 取試件的質(zhì)量,。
b. 用游標(biāo)卡尺測試件的高度h,,準(zhǔn)確至0.1mm。
c. 將量程為0~100kN的測力環(huán),,安裝在試驗(yàn)儀上,。
d. 將試件放到試驗(yàn)儀的升降臺上,啟動機(jī)器,,并保持速率為1mm/min,,記錄試件破壞時(shí)的大壓力kN。
e. 從試件內(nèi)部取有代表性的樣品(經(jīng)過打破),,測定其含水量,。
f. 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算:
d — 試件的直徑 mm