專利名稱：無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法
技術領域：
本發明涉及道路工程試驗領域，具體地說是一種無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法。
背景技術：
無機結合料穩定材料在我國公路路面建設中起著舉足輕重的作用，其作為路面結構的主要承重層，決定著路面使用壽命的長短。材料的彈性模量作為路面結構主要設計參數，其取值的準確性對路面結構設計的合理性和經濟性具有重要影響。現有無機結合料穩定材料室內抗壓回彈模量試驗方法，試件軸向變形測量點位于試件頂底面，采用逐級加荷卸荷的加載方式。加載過程中由于試件端面效應的影響，使測得的試件頂底面軸向變形大于實際的軸向變形，從而使測得的彈性模量小于材料的實際彈性 模量，加上復雜的逐級加荷卸荷的加載方式，試驗的重復性差，難以得出真實、可靠和一致的結果。如何快速準確測得無機結合料穩定類材料的真實彈性模量已經成為公路交通行業亟待解決的焦點問題之一。
發明內容
本發明的技術任務是針對上述現有技術的不足，提供一種測量精度高、再現性好、操作簡便的無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法。利用該試驗方法能得到反映無機結合料穩定材料真實應力-應變關系的壓縮彈性模量。本發明的技術任務是按以下方式實現的無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特點是用壓力機對無機結合料穩定材料圓柱體試件按單調加載方式連續均勻地施加軸向壓力，直至達到試件所能承受的最大作用力，
加載過程中，利用設置在圓柱體試件側面中間段的軸向位移傳感器測量試件中間段的軸向變形量，并根據應力-應變曲線在加載初期的線性范圍確定試件的單軸壓縮彈性模量值。加載過程中，從開始加載起，歷時3(Γ60秒達到試件所能承受的最大作用力。三個軸向位移傳感器通過夾具安置于試件側面中部，軸向位移傳感器與試件端面垂直，且沿試件圓周方向等間距安置(即每兩個軸向位移傳感器相距120° )，加載過程中，試件中間段的壓縮變形量落入軸向位移傳感器的測量范圍內，試件中間段的軸向變形量為三個軸向位移傳感器測得壓縮變形的平均值。所述夾具主要由剛性環、定位螺栓和可拆卸螺桿構成。兩個剛性環分別通過定位螺栓固定在試件側面中間段，可拆卸螺桿設置在兩個剛性環之間，用于確定兩剛性環初始間距，即試件軸向變形測量點間距。所述定位螺栓的端部優選為半球形，以免螺栓貫入到試件內部，影響測試精度。兩個剛性環的初始間距即試件軸向變形測量點的間距優選為試件高度的O. 45 O. 5 倍。加載過程中采用微機自動記錄試件在開始加載后每隔O. OOls所承受的荷載和產生的軸向變形。按O. 25、· 35最大作用力時的應力和應變確定其彈性模量值。所述圓柱體試件的直徑與高度之比為1:1. 2 I: I. 8，試件直徑為100mnTl50mm。室內采用振動或靜壓成型圓柱體試件，現場通過鉆芯制備圓柱體試件，圓柱體試件應滿足設計強度要求。本發明的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法與現有技術相比具有以下突出的有益效果
1、中間段變形測量法克服了現有試驗方法頂底面變形測量的端面效應問題，得到了反 映真實應力-應變關系的壓縮彈性模量；
2、以單調線性加載取代現有試驗方法逐級加荷卸荷的加載方式，提高了測量精度、試驗結果再現性好、操作簡便，試驗周期短。
附圖I是本發明單軸壓縮彈性模量試驗裝置結構示意 附圖2是本發明單軸壓縮彈性模量試驗傳感器安裝正視 附圖3是本發明單軸壓縮彈性模量試驗傳感器安裝俯視 附圖4是本發明實施例中荷載一應變曲線圖。
具體實施例方式參照說明書附圖以具體實施例對本發明的無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法及裝置作以下詳細地說明。實施例
試驗裝置
如附圖I所示，試驗過程所涉及的試驗裝置及部件主要為加載設備、加載盤I、LVDT傳感器2、剛性環3、定位螺栓4、可拆卸螺栓5及控制系統。試驗步驟
a)試驗試件制備加工
采用振動或靜壓成型設備成型或在現場鉆芯制備直徑100mnTl50mm、直徑與高度之比為I: I. 2 1:1. 8的圓柱體試件，經過室內或現場養生，成型或鉆芯試件需要達到設計強度要求。b)應變傳感器安裝
如附圖2、3所示，兩個剛性環3分別通過三個定位螺栓4固定在圓柱體試件6中部，兩個剛性環3的初始間距(即軸向變形測量點的間距)為試件高度的O. 45、. 5倍。三個LVDT傳感器2通過剛性環3安裝于試件6中部的側面。LVDT傳感器2與試件端面垂直，且沿試件圓周方向等間距安置(即每2個相距120° )。定位螺栓4端部為半球形以免貫入到試件6內部。加載過程中，三個LVDT傳感器2測得壓縮變形的平均值即為試件中間段的平均軸向變形量u由此得到應變ε。
可拆卸螺栓5設置在兩剛性環3之間。可拆卸螺栓5位于兩剛性環3之間部分的長度與LVDT傳感器2測量點的間距相同，用于確定兩個剛性環3的初始間距。c)施加荷載及數據采集與處理
加載盤I采用硬質鋼板或經處理過的高強度鋁板，直徑等于或大于試件6的直徑。兩個加載盤I分別置于試件6的底部和頂部，用來將荷載從加載設 備傳遞給試件6。需要加載設備采用單調加載方式按照設定的加載速度連續均勻地施加荷載，加載過程中不得停頓。加載速度的確定加載前估計試件能承受的最大作用力，然后做加載試驗使試件3(T60s內破壞，由此確定加載速度。數據采集試驗過程中，控制系統采用微機控制，記錄試件在開始加載后每隔O. OOls所承受的荷載和產生的軸向變形，并繪制荷載一應變曲線，如附圖4所示。根據圖4中的曲線記錄的數據得到A和O. 3 A時對應的應變數據處理根據采集的數據，彈性模量艮可由公式i計算得到。 公式i:
權利要求
1.無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于用壓力機對無機結合料穩定材料圓柱體試件按單調加載方式連續均勻地施加軸向壓力，直至達到試件所能承受的最大作用力， 加載過程中，利用設置在圓柱體試件側面中間段的軸向位移傳感器測量試件中間段的軸向變形量，并根據應力-應變曲線在加載初期的線性范圍確定試件的單軸壓縮彈性模量值。
2.根據權利要求I所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，加載過程中，從開始加載起歷時30飛0秒達到試件所能承受的最大作用力。
3.根據權利要求I所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，三個軸向位移傳感器通過夾具安置于試件側面中部，軸向位移傳感器與試件端面垂直，且沿試件圓周方向等間距安置，加載過程中，試件中間段的壓縮變形量落入軸向位移傳感器的測量范圍內，試件中間段的軸向變形量為三個軸向位移傳感器測得壓縮變形的平均值。
4.根據權利要求3所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，所述夾具主要由剛性環、定位螺栓和可拆卸螺桿構成， 兩個剛性環分別通過定位螺栓固定在試件側面中間段，可拆卸螺桿設置在兩個剛性環之間，用于確定兩剛性環初始間距。
5.根據權利要求4所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，兩個剛性環的初始間距為試件高度的O. 45、. 5倍。
6.根據權利要求I所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，加載過程中采用微機自動記錄試件在開始加載后每隔O. OOls所承受的荷載和產生的軸向變形。
7.根據權利要求I所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，按O. 25、. 35最大作用力時的應力和應變確定其彈性模量值。
8.根據權利要求I所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，所述圓柱體試件的直徑與高度之比為I: I. 2 1:1. 8，試件直徑為100mnTl50mm。
9.根據權利要求8所述的無機結合料穩定材料單軸壓縮彈性模量試驗方法，其特征在于，室內采用振動或靜壓成型圓柱體試件，現場通過鉆芯制備圓柱體試件，圓柱體試件應滿足設計強度要求。
全文摘要
本發明公開了一種無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法及裝置，屬于道路工程試驗領域。該方法中，用壓力機對無機結合料穩定材料圓柱體試件按單調加載方式連續均勻地施加軸向壓力，直至達到試件所能承受的最大作用力，加載過程中，利用設置在圓柱體試件側面中間段的軸向位移傳感器測量試件中間段的軸向變形量，并根據應力-應變曲線在加載初期的線性范圍確定試件的單軸壓縮彈性模量值。與現有試驗方法相比，本發明的無機結合料穩定材料室內單軸壓縮彈性模量試驗方法消除了端面效應的不利影響，具有測量精度高、再現性好、測試簡單等特點，有很好的推廣應用價值。
文檔編號G01N3/08GK102879266SQ20121034370
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者韋金城, 余四新, 馬士杰, 董昭, 韓文揚, 付建村, 王曉燕, 劉順斌 申請人:山東省交通科學研究所