瀝青混合料抗剪強度試驗儀(三軸壓縮)是用于測定瀝青混合料抗剪強度,以評價其高溫穩定性的儀器。以下是其詳細介紹:
原理
通過對圓柱形瀝青混合料試件施加軸向壓力和圍壓,模擬路面材料在荷載作用下的受力狀態,使試件在y定的溫度和加載條件下發生剪切破壞,根據試驗數據計算出瀝青混合料的抗剪強度參數,如黏結力c和內摩擦角φ。
結構組成
三軸試驗儀:
壓力室:用于容納試件,通常由有機玻璃圓筒或金屬制成,能承受y定的壓力,并可通過保溫裝置保持試驗溫度。
軸向加壓系統:由伺服電機、傳動裝置和壓力傳感器等組成,可提供穩定的軸向荷載,并j確測量荷載大小。
圍壓施加系統:包括壓力源、閥門、管路和壓力傳感器等,用于向壓力室內的試件施加均勻的圍壓。
數據采集和控制系統:由計算機、數據采集卡和相應的軟件組成,可實時采集軸向壓力、軸向變形、圍壓等數據,并控制試驗過程中的加載速率、溫度等參數。
烘箱:用于預熱試件,使試件達到規定的試驗溫度,控溫準確至試驗溫度 ±1℃。
橡皮膜:用于包裹試件,防止壓力室中的液體侵入試件,同時保證試件在受力過程中能均勻地傳遞壓力,通常要求橡皮膜未發生老化且不t氣,直徑和長度根據試件尺寸而定。
主要技術指標
系統z大額定載荷一般為 100kN。
主機電機功率通常為 750W,電源電壓 380V、50Hz。
主機升降速度范圍為 0mm/min - 50mm/min 無級可調,升降行程為 0mm - 100mm。
壓力室j限承載壓力為 1.5MPa。
S 型傳感器量程 0kN - 100kN,精度為 0.05% F.S。
試件制備
可采用兩種方法成型試件。方法一是先按相關規程成型直徑 150mm、高 172mm 的圓柱體試件,再用取芯機鉆取直徑為 100 - 104mm 的芯樣,z后用切割機將芯樣兩端切除,使試件高度為 150mm±2.0mm;方法二是直接按規程成型直徑 100mm±2.0mm、高 200mm±2.0mm 的圓柱體試件,然后用切割機將兩端切除至高度為 150mm±2.0mm。
試件密度應符合目標值 y00%±2% 的要求。
試驗操作步驟
s先設定三軸試驗儀的試驗溫度,使壓力室溫度達到試驗溫度 ±1℃。
從烘箱中取出預熱的試件,裝于一端密封的橡皮膜中,將試件安放在壓力室的上下壓頭的中線位置,固定到上下壓板上,密封好三軸室,將試件在壓力室內保溫不少于 10min。
開啟三軸儀控制和采集系統,施加設定的圍壓。圍壓大小與分級可根據路面實際荷載情況確定,一般不宜少于 3 級。
按恒定的加載速率施加軸向荷載,使軸向應變率恒定在 0.05mm/(mm?min),對于高度 150mm 試件相當于加載速度 7.5mm/min,同時讀取軸向壓力、軸向變形、體積變形等數據,并控制試驗過程中圍壓、溫度及變形速率恒定。
按上述步驟分別完成各級圍壓試驗。
數據處理
計算軸向應變等參數,確定各級圍壓的剪切破壞j限值σ 1maxi。
可根據計算法或作圖法確定抗剪強度參數c、φ。計算法是通過相關公式進行計算;作圖法是以主應力σ為橫坐標,剪應力τ為縱坐標,繪制不同圍壓下的莫爾圓,作各莫爾圓的包絡線,包絡線的傾角為內摩擦角φ,包絡線在縱坐標上的截距為黏結力c。
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