一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法技术

本发明专利技术属于道路工程材料技术领域，具体涉及一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法。利用两种或两种以上混合材料制备试验所需的水泥稳定碎石混合料试件，同一种混合料所制备的水泥稳定碎石混合料试件至少12个；通过两种评价得到抗裂性能最优的水泥稳定碎石混合料试件组。本发明专利技术提供的评价方法更好地符合路用性能的需求，其中，拉伸强度下限的设置是为了强调材料的抗裂能力；拉伸强度上限的设置则是考虑到结构层刚度协调的问题，防止基层承受的交通荷载过大；疲劳寿命界限的提出则是与水泥稳定碎石基层是半刚性基层沥青路面结构主要疲劳层的需求。以上界限需要根据当地工程实践及理论计算给出。程实践及理论计算给出。程实践及理论计算给出。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法


[0001]本专利技术属于道路工程材料
，具体涉及一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法。

技术介绍

[0002]水泥稳定碎石基层是我国沥青路面结构中最为常见的基层形式，这类基层由于具有较高的刚度，能够在很大程度上缓解由于路基的不均匀沉降对面层结构带来的不利影响。然而，反射裂缝是水泥稳定碎石基层沥青路面不可避免的病害，其主要由于基层在养护期间的干燥收缩或服役期间的温度应力、车辆荷载作用下产生的。反射裂缝的存在会引起沥青面层、基层顶面的水损害，进而导致一系列的次生病害。因此，控制水泥稳定碎石基层的收缩开裂是目前道路材料、结构设计与研发的主要工作之一。
[0003]目前关于抗开裂水泥稳定碎石材料的优化方案主要分为以下两类：
[0004](1)控制材料的收缩程度：该类方法通过降低水泥与水的剂量、减少细料用量、添加减水剂、膨胀剂、构建骨架空隙结构等途径，降低水泥稳定碎石材料在养生期间的水分流失与收缩程度，从而减少由于收缩产生的附加应力；
[0005](2)控制裂缝开裂：该类方法主要通过添加各类纤维材料，将材料内部的微裂缝控制在一定程度而不易贯穿为主裂缝，从而控制收缩裂缝的形成。
[0006]以上方法在实践中已被证实具有一定控制开裂的能力，然而却没有指标或试验方法来评价某一种材料的抗开裂性能到底如何。此外，对于第一类方法，在减小材料收缩程度的同时，材料的强度也随之下降，这就意味着其所能承受的拉应力或材料的抗疲劳能力是有所减少的。因此，在评价水泥稳定碎石材料抗裂性能的过程中同时考虑附加应力与材料的承载能力，对于该类基层的设计与使用具有重要的意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对上述不足提供了一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术所述的一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1：采用至少两种或两种以上混合材料制备试验所需的水泥稳定碎石混合料试件，同一种混合料所制备的水泥稳定碎石混合料试件至少12个，同一种混合料中的水泥稳定碎石混合料试件为6个一组；
[0011]步骤2：将所有所制备的水泥稳定碎石混合料试件进行养生后，测量所有水泥稳定碎石混合料试件的高度及直径；
[0012]步骤3：将测量后的水泥稳定碎石混合料试件的顶部、底部分别与夹具粘连，待粘合剂形成强度后，使用限位器固定于水泥稳定碎石混合料试件两端的夹具之间；
[0013]步骤4：将装配好夹具的所有水泥稳定碎石混合料试件放置于干缩设备内养护；
[0014]步骤5：将步骤4中的水泥稳定碎石混合料试件转移至试验机中，通过试验机中对水泥稳定碎石混合料试件施加0.05kN的拉力后停止，此时取下限位器；
[0015]将完成步骤4后的水泥稳定碎石混合料试件移至试验机中，使用螺栓将试件顶部、底部的夹具分别与加载夹具、试验台固定；调整试验机主轴，使其施加0.05kN的拉力后停止，取下限位器；
[0016]步骤6：对步骤5中的同种类水泥稳定碎石混合料试件的其中一组水泥稳定碎石混合料试件施加拉伸荷载直至试件破坏，记录该组水泥稳定碎石混合料试件破坏时的峰值强度及其对应的拉伸应变；得到该组水泥稳定碎石混合料试件的平均峰值强度或其对应的拉伸应变；
[0017]步骤7：对步骤5中的同种类水泥稳定碎石混合料试件的另一组水泥稳定碎石混合料试件进行疲劳加载试验，以试件的拉伸模量下降为初始模量的50％为终止条件，记录试验加载次数；依照同样的步骤测试同组的其他试件，将试验结果平均后，得到该组水泥稳定碎石混合料试件的平均疲劳作用次数；
[0018]步骤8：按步骤1至步骤5所完成的另一种类混合材料所制备的的水泥稳定碎石混合料试件一招步骤6、步骤7依次进行试验，得到该种类混合材料所制备的的水泥稳定碎石混合料试件的平均峰值强度或其对应的拉伸应变及平均疲劳作用次数；
[0019]将不同混合材料所制备的多组水泥稳定碎石混合料试件组以平均峰值强度或其对应的拉伸应变进行比较评价，
[0020]将不同混合材料所制备的多组水泥稳定碎石混合料试件组以平均疲劳作用次数进行评价；通过上述两种评价得到抗裂性能最优的水泥稳定碎石混合料试件组。
[0021]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，其特征在于：所述的步骤7疲劳加载试验，其荷载形式为：控制应力加载或控制应变加载；在多组试件中采用多组试件不同荷载大小、多组试件不同加载形式或多组试件不同加载速率的加载试验；通过多组试件的试验结果形成S
‑
N疲劳曲线用于对比分析。
[0022]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，所述的步骤8中的多组试件在受约束作用下测试极限拉伸强度及拉伸疲劳性能；若多组试件拉伸强度介于强度下限与上限之间，测得的疲劳寿命大于目标寿命，则可该试件所选用的材料的抗裂性能满足要求。
[0023]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，所述的步骤8两种或两种以上不同混合材料所制备的水泥稳定碎石混合料试件组评价中，先进行疲劳作用次数评价即两种或两种以上不同混合材料之间差距大于20％选用最大疲劳作用次数的混合材料为最优材料；
[0024]若两种或两种以上不同混合材料之间差距小于20％，则通过拉伸强度对比评价即两种或两种以上不同混合材料其中的拉伸强度越小的混合材料为最优材料。
[0025]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，所述步骤1中多组试件为2组，每组试件均在20℃
±
2℃、相对湿度95％以上的环境中养生7天。
[0026]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，所述的步骤4中夹具固定后的试件的两侧分别设有限位器，且限位器位于顶部夹具、底部夹具之间。
[0027]本专利技术所述的水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，所述的步骤4装配
夹具及限位的试件放在干缩设备养护时大于90天以上；养护条件为温度：20℃
±
1℃、相对湿度60％
±
5℃。
[0028]有益效果
[0029]本专利技术提供的试验方法解决了传统干燥收缩试验只能测量混合料收缩程度，而不能评价其内部附加应力水平的弊端。本专利技术提供的试验方法本质上将水泥稳定碎石混合料的干燥收缩试验与直接拉伸试验进行融合，在步骤3中使用夹具和限位器，阻止其收缩，从而可以模拟现场条件下的附加应力作用。
[0030]本专利技术提供的试验方法能够模拟路面结构同时承受环境荷载与交通荷载作用的情况，因此在步骤5中提出在主轴具有一定拉应力后，才可卸下限位器。而步骤6、步骤7中所进行的试验也是为了测量在环境荷载作用下材料的极限拉伸强度和疲劳寿命。
[0031]本专利技术提供的评价方法更好地符合路用性能的需求，其中，拉伸强度下限的设置是为了强调材料的抗裂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥稳定碎石混合料抗裂性能评价的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用至少两种或两种以上混合材料制备试验所需的水泥稳定碎石混合料试件，同一种混合料所制备的水泥稳定碎石混合料试件至少12个，同一种混合料中的水泥稳定碎石混合料试件为6个一组；步骤2：将所有所制备的水泥稳定碎石混合料试件进行养生后，测量所有水泥稳定碎石混合料试件的高度及直径；步骤3：将测量后的水泥稳定碎石混合料试件的顶部、底部分别与夹具粘连，待粘合剂形成强度后，使用限位器固定于水泥稳定碎石混合料试件两端的夹具之间；步骤4：将装配好夹具的所有水泥稳定碎石混合料试件放置于干缩设备内养护；步骤5：将步骤4中的水泥稳定碎石混合料试件转移至试验机中，通过试验机中对水泥稳定碎石混合料试件施加0.05kN的拉力后停止，此时取下限位器；步骤6：对步骤5中的同种类水泥稳定碎石混合料试件的其中一组水泥稳定碎石混合料试件施加拉伸荷载直至试件破坏，记录该组水泥稳定碎石混合料试件破坏时的峰值强度及其对应的拉伸应变；得到该组水泥稳定碎石混合料试件的平均峰值强度或其对应的拉伸应变；步骤7：对步骤5中的同种类水泥稳定碎石混合料试件的另一组水泥稳定碎石混合料试件进行疲劳加载试验，以试件的拉伸模量下降为初始模量的50%为终止条件，记录试验加载次数；依照同样的步骤测试同组的其他试件，将试验结果平均后，得到该组水泥稳定碎石混合料试件的平均疲劳作用次数；步骤8：按步骤1至步骤5所完成的另一种类混合材料所制备的水泥稳定碎石混合料试件依照步骤6、步骤7依次进行试验，得到该种类混合材料所制备的水泥稳定碎石混合料试件的平均峰值强度或其对应的拉伸应变及平均疲劳作用次数；将不同混合材料所制备的多组水泥稳定碎石混合料试件组以平均峰值强度或其对应的拉伸应变进行比较评价，将不同混合材料所制备的多组水泥稳定碎石...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，张靖霖，马涛，王傲鹏，陈思宇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：