T0863-2024无机结合料稳定材料拉伸试验方法
JTG 3441-2024《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》----5 无机结合料稳定材料的物理、力学试验 /T0863-2024无机结合料稳定材料拉伸试验方法
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2.测试方法：
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3.使用说明：
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T0863-2024无机结合料稳定材料拉伸试验方法
1 适用范围
本方法适用于测定无机结合料稳定材料的拉伸强度和拉伸模量。
2 仪器设备
2.1材料试验机：能施加直接拉伸荷载的加载设备，加载速率可有效控制在1mm/min或0.01MPa/min。
2.2 加载板：可采用硬质钢板或经处理过的高强度铝板，直径宜大于试件的直径20mm以上，厚度应不小于20mm,分别粘贴在试件的底部和顶部，用来将荷载从试验机传递给试件。
2.3 数据测量及采集系统：采用计算机控制，能测量并记录试件在整个拉伸试验过程中所承受的轴向荷载和产生的轴向变形。位移传感器量程应大于1mm,分辨率不大于0.2μm,误差不大于2.5μm。
2.4标准养护室或可控温控湿的养护设备。
2.5水槽：深度应大于试件高度50mm。
2.6 天平：5kg/0.01g电子天平量程4000g,感量0.01g;15kg/0.1g电子天平量程15kg,感量0.1g。
2.7 机油。
2.8 球形支座。
2.9 游标卡尺。
2.10 试模：细粒材料、中粒材料，试模内径100mm、壁厚10mm、高应满足放入上下垫片后余200mm;粗粒材料，试模内径150mm、壁厚10mm、高应满足放入上下垫片后余300mm.
2.11 胶黏剂：改性丙烯酸酯胶黏剂或环氧胶
3 试件制备和养护
3.1 按照本规程T0843方法成型径高比为1:2的圆柱形试件，试件尺寸为：细粒材料、中粒材料，真径×高度=φ100mm×200mm;粗粒材料，直径×高度=φ150mm×300mm。
3.2 为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的数量要求为：对于无机结合料稳定细粒材料、中粒材料，应制备不少于9个试件；对于无机结合料稳定粗粒材料，应制备不少于15个试件。
3.3 按照本规程T0845标准养生方法进行养生，水泥稳定类材料养生龄期为90d,石灰或粉煤灰稳定类材料养生龄期180d。
3.4 正式试验前1d,将试件从标准养生室取出，测量试件尺寸。在试件中部和距上下表面1/3试件高度的三个位置测定其直径，每个位置量测2次，每测一次后，将试件旋转90°再测一次，然后计算6个直径测量值的平均值和标准差，允许标准差为2.5mm,不满足时应舍弃该试件。对直径符合要求的试件，后续计算中直径取6个直径测量值的平均值，精确至0.1mm
3.5 圆柱体试件的两个端面应用水泥净浆抹平。如果有净浆被钢板粘去，则重新用净浆抹平，并重复上述步骤。一个端面整平后，放置4h以上，然后将另一端面同样整平。整平应使加载板放在试件顶面后，在任一方向都不会翘动。试件整平后放置8h以上。
3.6 采用胶黏剂将加载板黏贴在试件的底部和顶部，饱水24h,水面高出试件顶面约25mm。
4 试验步骤
4.1 将饱水24h的试件从水中取出，用布擦干后放置在材料试验机上，将位移传感器安装于试件侧面中部，使其与试件端面垂直，沿圆周等间距安放3个(即每2个相距120°)。调节位移传感器，使其测量范围可测量试件中部的拉伸变形。
4.2 位移传感器安装。
4.2.1 方法一：采用如图T0863-k所示的方法进行安装。刚性环通过螺栓固定在圆柱体试件侧面，螺栓端部应为半球形三个传感器应固定在其中一个刚性环上。测点应位于试件侧面中部三条偏移角度为1209的平行直线上，测点间距L不应小于集料最大粒径的4倍。试件顶面距离测点端部不应小于15mm。
a)传感器安装正视图b)传感器安装俯视图图T0863-1传感器安装示意图1-试件；2-刚性环；3-螺栓；4-传感器；5-可拆卸螺栓
4.2.2 方法二：在位于试件侧面中部三条偏移角度为120°的平行直线上，沿竖直方向上、下各黏贴一个钢帽，钢帽间距L不应小于集料最大粒径的4倍，在两个钢帽之间安装位移传感器。采用本方法时，应在正式试验前1d,黏贴钢帽，饱水24h,水面高出试件顶面约25mm.
4.3 将材料试验机与上加载板连接，调节位移传感器并清零，施加试验荷载，加载速率为1mm/min或0.01MPa/min,直至试件破坏。
4.4 采用计算机记录试件在整个拉伸试验过程中所承受的轴向荷载和产生的轴向变形。
4.5 试件应变ε应取3个高精度位移传感器测得试件变形量的平均值计算得到。试验过程中应记录“荷载—应变”曲线，如图T0863-2所示。取0.3倍最大荷载0.3Fr及其对应的应变计算拉伸模量，当“荷载—应变”曲线起点不在0点位置或曲线起始有轻微震荡时，应修正曲线起点使(ε₀₃,0.3Ft) 点与修正后的(0,0)点连线在曲线上为直线。
图T0863-2“荷载—应变”曲线
5 计算
5.1 根据“荷载一应变”曲线得到拉伸试验的最大荷载，按式(T0863-1) 计算拉伸强度。
式中：R——直接拉伸强度(MPa);
F——最大荷载(N);
D——试件直径(mm)。(T0863-1)
5.2 根据“荷载—应变”曲线得到0.3倍最大荷载时应变，按式(T0863-2)计算拉伸模量。
式中：E——拉伸模量(MPa);(T0863-2)
ε%₃——原点修正后的ε₀₃,E₀₃为加载达到0.3F时的试件纵向应变，ε₀₃=△l/L。
6 结果整理
6.1 拉伸强度保留至小数点后2位，拉伸模量用整数表示。
6.2 同一组试件试验中，应采用3倍标准差方法剔除异常值，对于无机结合料稳定细粒材料和中粒材料，异常值不超过2个，对于无机结合料稳定粗粒材料，异常值不超过3个，异常值数量超过上述规定的试验重做。
6.3 对于无机结合料稳定细粒材料和中粒材料，模量试验结果的变异系数不超过10%;对于无机结合料稳定粗粒材料，模量试验结果的变异系数不超过15%。如不能保证变异系数小于上述规定，则还应按允许误差10%和90%概率重新计算增加试件数量，并另做新试验。
7 报告
报告应包括以下内容：
(1)集料的颗粒组成；
(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的有效钙和氧化镁含量；
(3)无机结合料类型及剂量；
(4)最佳含水率和最大干密度其确定方法；
(5)试件干密度或压实度；
(6)吸水量以及测拉伸模量时的含水率；
(7)荷载加载模式；
(8)拉伸强度，保留两位小数；直接拉伸模量，用整数表示；
(9)若干个试验结果的最小值和最大值、平均值E、标准差S和变异系数C,(%)和一定保证率下的代表值E(E=E-ZaS),其中Z。为标准正态分布表中随保证率而变的系数。
条文说明
此前，国内研究无机结合料稳定材料拉伸性能时，主要采用间接拉伸(劈裂)试验和弯拉试验，没有直接拉伸试验方法。由于直接拉伸的受力模式更为清晰，法国等欧洲国家将拉伸强度和拉伸模量作为路面结构设计与材料性能评价的一个重要指标。本着积极吸收先进、成熟科技成果的原则，此次修订参考法标NFP98-230-1、NFP98-232-2增补了本试验方法。
受材料性质影响，无机结合料稳定材料的抗压强度大、拉伸强度小，这对于拉伸试验的加载速率、传感器精度以及试验操作等都提出了较高的要求。表××为不同水泥剂量下水泥稳定红土粒料90d龄期的拉伸试验、弯拉试验、劈裂试验、抗压试验的结果汇总。
从表T0863-1 中可以看出，抗压强度远远大于三种拉伸荷载模式下的拉伸强度。
图T0863-3无机结合料稳定材料拉伸试验
表T0863-1水泥稳定红土粒料90d龄期强度试验结果
水泥剂量(%) 拉伸强度(MPa) 弯拉强度(MPa) 劈裂强度(MPa) 抗压强度(MPa)
2.5 0.027 0.098 0.090 1.506
3 0.082 0.252 0.173 1.967
4 0.091 0.452 0.217 2.862
6 0.155 0.690 0.328 4.230
由于无机结合料稳定材料的刚性大、变形能力弱，从试验开始到试件拉断过程中，试件的总变形量较小，故需要使用高精度的位移传感器来量测试件变形，避免出现严重误差。同时，应尽量采用较慢的加载速率，保证试件不发生脆断。
经过对比发现，由于拉伸强度较小，采用位移控制模式得到的实测采集数据比荷载控制模式更为稳定。因此，在具备条件时，应尽量采用位移控制模式加载。
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