一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：選取鉆芯位置，鉆取芯樣；對鉆取的芯樣進(jìn)行檢驗(yàn)及篩選；對芯樣進(jìn)行端面處理，對端面處理后的芯樣進(jìn)行濕度處理；抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算獲得各芯樣的抗壓強(qiáng)度，并對計(jì)算得到的全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行整理和計(jì)算，得到每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值。本發(fā)明提供的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，能解決因現(xiàn)有技術(shù)中沒有針對使用期道路上的半剛性基層芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試的方法，而造成道路大修設(shè)計(jì)及施工中無法科學(xué)地評價和判斷半剛性基層強(qiáng)度是否合格，進(jìn)而無法采取工程措施合理地進(jìn)行處治的問題。
【專利說明】一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通土建工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，更具體地涉 及一種半剛性基層芯樣的抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗壓強(qiáng)度是道路工程材料的重要強(qiáng)度指標(biāo)之一。抗壓強(qiáng)度指標(biāo)也是公路基層材料 的重要力學(xué)指標(biāo)?？箟簭?qiáng)度的測定方法是：遵循一定的技術(shù)程序，使試樣在側(cè)面沒有加固或 限制的條件下，施加軸向壓力直至試樣破壞，得到的試樣抗壓強(qiáng)度。
[0003] 對于抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的測定方法，《公路路面基層材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057-85)、《公 路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057-94)、《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn) 規(guī)程》（JTGE51-2009)等基層材料試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行了多次修訂，均對抗壓強(qiáng)度指標(biāo)在試樣制 作、養(yǎng)生、試驗(yàn)等方面加以規(guī)定。公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范也將該指標(biāo)作為施工質(zhì)量控制 的必檢指標(biāo)，由此可見，該試驗(yàn)指標(biāo)是公路基層材料的重要物理、力學(xué)指標(biāo)之一。
[0004] 以《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE51-2009)中的"無機(jī)結(jié)合料 穩(wěn)定材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法"為例，其試驗(yàn)方法為：
[0005] 1、根據(jù)試驗(yàn)材料的類型和一般的工程經(jīng)驗(yàn)，選擇合適量程的測力計(jì)和壓力機(jī)，試 件破壞荷載應(yīng)大于測力量程的20%且小于測力量程的80%。球形支座和上下頂板涂上機(jī) 油，使球形支座能夠靈活轉(zhuǎn)動。
[0006] 2、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水分，并稱試件的 質(zhì)量m。
[0007] 3、用游標(biāo)卡尺測量試件的高度h，精確至0. 1mm。
[0008] 4、將試件放在路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上，并在升降臺上先放一球座，進(jìn)行 抗壓試驗(yàn)，并記錄試件破壞時的最大壓力P(N)。試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持加載速率為lmm/min。 [0009] 5、打破試件，并從試件內(nèi)部取有代表性的樣品，按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材 料試驗(yàn)規(guī)程》中的T0801-2009方法，測定其含水量w。
[0010] 現(xiàn)階段，以半剛性基層瀝青路面為代表的路面結(jié)構(gòu)形式在我國公路路面中占據(jù)了 極大的市場份額，成為豐厚的道路資產(chǎn)。隨著瀝青路面逐漸接近和達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，路面 大修養(yǎng)護(hù)成為重大課題，路面特別是作為承重結(jié)構(gòu)的半剛性基層的質(zhì)量和長期性能是大修 設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。
[0011] 但是，我國現(xiàn)有路面技術(shù)規(guī)范只對試驗(yàn)室成型的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試樣的抗壓 強(qiáng)度試驗(yàn)作出了規(guī)定，對使用期的半剛性基層芯樣的強(qiáng)度試驗(yàn)沒有規(guī)定，因此在半剛性基 層路用性能的評價方面存在技術(shù)空白。使用期的半剛性基層在試樣獲得、尺寸要求、試驗(yàn)設(shè) 備、數(shù)據(jù)處理等方面均與實(shí)驗(yàn)室成型的試樣存在很大區(qū)別，這樣都會對試驗(yàn)所得的抗壓強(qiáng) 度數(shù)值產(chǎn)生直接影響。因此，科學(xué)合理地規(guī)范半剛性基層材料的抗壓強(qiáng)度具有重大的現(xiàn)實(shí) 意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] (一）要解決的技術(shù)問題
[0013] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，解決 因現(xiàn)有技術(shù)中沒有針對使用期道路上的半剛性基層芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試的方法，而造成 道路大修設(shè)計(jì)及施工中無法科學(xué)地評價和判斷半剛性基層強(qiáng)度是否合格，進(jìn)而無法采取工 程措施合理地進(jìn)行處治的問題。
[0014] (二）技術(shù)方案
[0015] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方 法，包括如下步驟：
[0016] S1、選取鉆芯位置：單車道的道路方向上每個規(guī)定的距離內(nèi)至少選取一個取芯位 置，單車道縱向上的每個取芯位置沿單車道橫向斷面方向的左右兩側(cè)各選取一個取芯位 置，并且將橫向斷面位置相同的芯樣分為一組；
[0017] S2、鉆取芯樣：所述鉆芯位置選好后，在路面上對全部的鉆芯位置做出標(biāo)記，在所 述標(biāo)記位置垂直對準(zhǔn)路面放下鉆頭，鉆機(jī)固定后，開始鉆取芯樣；待鉆頭鉆透路面結(jié)構(gòu)全厚 之后，取出芯樣；
[0018] S3、檢驗(yàn)芯樣：對鉆取的芯樣進(jìn)行篩選，篩選后的芯樣分別放入盛樣器中，并填寫 樣品標(biāo)簽；
[0019] S4、處理芯樣：取出盛樣器中的芯樣，并對該芯樣進(jìn)行端面處理；對端面處理后的 芯樣進(jìn)行濕度處理；
[0020] S5、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：取出濕度處理后的芯樣并吸去其表面水分，將該芯樣放在路面 材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，并記錄下芯樣破壞時的最大壓力，得到試驗(yàn)數(shù) 據(jù)；其中，所述壓力機(jī)的量程為：芯樣破壞荷載應(yīng)大于測力量程的20%且小于測力量程的 80%，所述壓力機(jī)的壓力加載速率為11111]1/1]1；[11 ;
[0021] S6、數(shù)據(jù)結(jié)果分析：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算獲得各芯樣的抗壓強(qiáng)度，并對計(jì)算得到的 全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行整理和計(jì)算，得到每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值；
[0022] 每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值的計(jì)算方法為：當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小 值中有一個與中間值的差值超過中間值的15%時，把最大值和最小值一并舍棄，取其余值 的算術(shù)平均值作為該組芯樣的抗壓強(qiáng)度值；當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小值與 中間值的差值均超過中間值的15%時，該組試驗(yàn)結(jié)果從計(jì)算數(shù)據(jù)中剔除，并記錄和分析試 驗(yàn)取樣位置、端面處理和芯樣濕度情況；其他情況下，每組數(shù)據(jù)以全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果的算術(shù) 平均值作為其抗壓強(qiáng)度值。
[0023] 優(yōu)選的，前述步驟Sl中，選取的所述鉆芯位置包括行車道輪跡帶中部、車轍和裂 縫部位。
[0024] 優(yōu)選的，前述步驟S2中，所述鉆頭的直徑為150_。
[0025] 優(yōu)選的，前述步驟S3中，對鉆取的芯樣進(jìn)行篩選時，篩選條件為：
[0026] 芯樣的高度與底面直徑比大于或者等于0. 95 ;沿芯樣高度任一直徑與平均直徑 相差小于2mm;芯樣端面的不平整度在150mm長度內(nèi)不超過0. 15mm;芯樣端面與軸線的不 垂直度小于2° ;芯樣無裂縫和其他較大缺陷。
[0027] 優(yōu)選的，前述步驟S4中，經(jīng)端面處理后的芯樣高度為150mm，端面處理的具體方法 為，如果需要端面處理的芯樣高度大于150mm且完整無破損，可以通過機(jī)械切割的方法處 理其兩端的端面平整度；如果需要端面處理的芯樣切割一端后的高度不足150mm，但滿足 該芯樣的高度與底面直徑比大于或者等于〇. 95時，該芯樣的另一端用水泥凈漿補(bǔ)平，并將 補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室養(yǎng)生。
[0028] 優(yōu)選的，前述養(yǎng)生的方法為：將補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室內(nèi)的鐵架或木架上，各芯 樣之間的間距為10_20mm，其表面保持一層水膜，當(dāng)水泥凈漿強(qiáng)度不低于芯樣強(qiáng)度時，可結(jié) 束養(yǎng)生。
[0029] 優(yōu)選的，前述步驟S4中，濕度處理的具體方法為：
[0030] 對于未進(jìn)行補(bǔ)平的芯樣：將該芯樣放入水槽中，在20°C±2°C水中浸泡不小于48 小時，浸泡時，水槽水面超過所述芯樣頂部2. 5cm;
[0031] 對于補(bǔ)平后的芯樣：將養(yǎng)生后的芯樣放入水槽浸水1天，浸泡時，水槽水面超過所 述芯樣頂部2. 5cm。
[0032] 優(yōu)選的，前述步驟S6中，抗壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為：
[0033] Re=P/A
[0034] 其中，Rc為芯樣的抗壓強(qiáng)度，P為試驗(yàn)所得的最大壓力值，A為芯樣的截面積，其計(jì) 算公式為A=D2/4,D為芯樣的直徑。
[0035](三）有益效果
[0036] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0037] 本發(fā)明提供了一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，在行車道輪跡帶中部、 車轍和裂縫部位選取芯樣，這些部位取得的芯樣更具代表性，試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)更具有差別 化，有利于路面質(zhì)量評價和試驗(yàn)方法的普及。單車道每隔一定的距離至少取一個芯樣，使試 驗(yàn)具有普遍性，有利于確保試驗(yàn)數(shù)量，以及判斷路面病害的原因和缺陷程度。本發(fā)明中，單 車道的橫向斷面方向上取三個芯樣，并將車道內(nèi)橫向端面位置相同的芯樣（如輪跡帶中部 的所有芯樣）分為一組，可以減少誤差。
[0038] 本發(fā)明中鉆取芯樣用鉆頭的直徑為150mm，其鉆取的芯樣可以為室內(nèi)試驗(yàn)提供足 夠的材料，而且在路面存在裂縫和車轍等病害位置成功鉆取的機(jī)率更大，這種較大的芯樣 直徑與粗骨料最大粒徑之比有利于獲得穩(wěn)定的強(qiáng)度值。
[0039] 本發(fā)明中抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用的加載速率為lmm/min，便于比較試驗(yàn)得到的抗壓強(qiáng) 度與道路建設(shè)期的材料抗壓強(qiáng)度，從而更有利于對芯樣的長期使用性能進(jìn)行研宄。本發(fā)明 的數(shù)據(jù)處理方法，可以減少誤差，使計(jì)算結(jié)果更具有準(zhǔn)確性。
[0040] 綜上所述，本發(fā)明通過工程應(yīng)用和室內(nèi)試驗(yàn)表明：本發(fā)明在芯樣鉆取的位置選擇、 芯樣的尺寸要求和修補(bǔ)、芯樣的濕度條件控制、試驗(yàn)速率的選擇、數(shù)據(jù)處理等方面的規(guī)定科 學(xué)合理，能夠正確評價半剛性基層芯樣的抗壓強(qiáng)度，為舊路質(zhì)量的評價和舊路維修方案的 設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了科學(xué)的試驗(yàn)方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明不需補(bǔ)平的芯樣端面處理示意圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明需補(bǔ)平的芯樣示意圖；
[0043] 圖3是本發(fā)明需補(bǔ)平的芯樣端面處理示意圖；
[0044] 圖4是不同芯樣高徑比的強(qiáng)度相對值示意圖；
[0045]圖5是1#芯樣最大壓力值與位移的關(guān)系曲線圖；
[0046] 圖6是2#芯樣最大壓力值與位移的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0048] 本發(fā)明提供了一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：
[0049] S1、選取鉆芯位置：雖然路面工程的結(jié)構(gòu)和路面病害在某些段落相似，取芯位置可 以在整個路段具有代表性缺陷的地點(diǎn)選擇，但是受到時間、成本和交通組織等因素的影響， 因此上述取芯位置的選擇應(yīng)考慮如下因素：路面厚度、病害的位置和類型、病害和彎沉的連 續(xù)性、彎沉值高或低等離異值的位置、行車道的寬度和交通導(dǎo)改措施的安全，同時參考取芯 試驗(yàn)的目的。
[0050] 因此，本發(fā)明中，取芯位置的選擇方式為：單車道的道路方向上每200m距離內(nèi)至 少選取一個取芯位置，單車道縱向上的每個取芯位置沿單車道橫向斷面方向的左右兩側(cè)各 選取一個取芯位置，并且將橫向斷面位置上的芯樣分為一組；選取的鉆芯位置包括行車道 輪跡帶中部、車轍和裂縫部位。
[0051] S2、鉆取芯樣：所述鉆芯位置選好后，在路面上用噴漆或粉筆對全部的鉆芯位置做 出標(biāo)記，在標(biāo)記位置垂直對準(zhǔn)路面放下鉆頭，鉆機(jī)固定，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不得移動后，開 啟冷卻水，啟動發(fā)動機(jī)，徐徐壓下鉆桿，開始鉆取芯樣，但鉆取過程中不得使勁下壓鉆頭；待 鉆頭鉆透路面結(jié)構(gòu)全厚之后，上抬鉆桿，拔出鉆頭，停止轉(zhuǎn)動，不使芯樣損壞，取出芯樣；其 中，鉆頭的直徑為150mm，可以使鉆取出的芯樣直徑為150mm。
[0052]《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTGE60-2008)中規(guī)定了兩種可選用的鉆頭，經(jīng)實(shí) 踐經(jīng)驗(yàn)表明：150mm直徑鉆頭相對于IOOmm鉆頭，其鉆取的芯樣可以為室內(nèi)試驗(yàn)提供足夠的 材料，而且在路面存在裂縫和車轍等病害位置成功鉆取的機(jī)率更大。同時，我國普遍使用的 半剛性基層最大粒徑為20-40mm，通常認(rèn)為芯樣直徑應(yīng)為混合料所用集料公稱最大粒徑的 4倍，較大的芯樣直徑與粗骨料最大粒徑之比有利于獲得穩(wěn)定的強(qiáng)度值，因此本發(fā)明中選用 150mm的鉆頭。
[0053]S3、檢驗(yàn)芯樣：對鉆取的芯樣進(jìn)行檢查并篩選，篩選后的芯樣分別放入盛樣器中， 必要時用塑料袋封裝，并填寫樣品標(biāo)簽，樣品標(biāo)簽上標(biāo)注路線或工程名稱、車道位置、取樣 位置、取樣時間、取樣人、路面結(jié)構(gòu)及厚度等信息
[0054] 其中，芯樣檢查包括外觀檢查和尺寸測量：
[0055] 1、外觀檢查需要觀察：鉆取的圓柱形芯樣是否有明顯的裂縫、破損等缺陷，重點(diǎn)檢 查路面病害位置鉆取的芯樣與輪跡帶中部芯樣是否具有明顯差異。
[0056] 2、尺寸測量包括：
[0057] (1)平均直徑：用游標(biāo)卡尺測量芯樣中部和1/4高度，在相互垂直的位置上，記錄 二次測量的算術(shù)平均值，結(jié)果精確至〇. 2_。
[0058] (2)芯樣高度：用鋼板尺進(jìn)行測量，結(jié)果精確至1mm。
[0059] (3)垂直度：用游標(biāo)量角器測量兩個端面與母線的夾角，精確至0. 1°。
[0060](4)平整度：用鋼板尺或角尺緊靠在芯樣端面上，一邊轉(zhuǎn)動鋼板尺，一邊用塞尺測 量與芯樣端面之間的縫隙，沿芯樣高度任一直徑與平均直徑相差不宜大于2mm。
[0061] 根據(jù)上述芯樣檢查的結(jié)果進(jìn)行篩選時，篩選條件為：
[0062] 芯樣的高度與底面直徑比大于或者等于0. 95 ;沿芯樣高度任一直徑與平均直徑 相差小于2mm;芯樣端面的不平整度在150mm長度內(nèi)不超過0. 15mm;芯樣端面與軸線的不 垂直度小于2° ;芯樣無裂縫和其他較大缺陷。
[0063] S4、處理芯樣：取出盛樣器中的芯樣，并對該芯樣進(jìn)行端面處理，以達(dá)到試驗(yàn)要求 的端面平整度、高徑比。經(jīng)端面處理后的芯樣高度為150mm，端面處理的具體方法為，如果需 要端面處理的芯樣高度大于150mm且完整無破損，可以通過機(jī)械切割的方法處理其兩端的 端面平整度，如圖1所示；如果需要端面處理的芯樣切割一端后的高度不足150mm，但滿足 該芯樣的高度與底面直徑比大于或者等于〇. 95時，該芯樣的另一端用水泥凈漿補(bǔ)平，并將 補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室養(yǎng)生，如圖2、3所示。
[0064] 其中，補(bǔ)平芯樣的方法為：將芯樣需補(bǔ)平的端面污物清除干凈，再將芯樣放入置好 墊塊的試模中，用水濕潤該端端面，將適量水泥凈漿裝入試模，用鏝刀沿試模邊緣刮去多余 凈漿，水泥凈漿硬化前，用濕布覆蓋水泥凈漿表面；待水泥凈漿硬化2?4小時后，在電動脫 模器上取出補(bǔ)平后的芯樣試件，立即放入塑料袋中封閉。
[0065] 上述不補(bǔ)平后的芯樣的養(yǎng)生的方法為：將補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室內(nèi)的鐵架或木 架上，各芯樣之間的間距為10-20mm，其表面保持一層水膜，但水膜的保持方法不能為用水 直接林沖，當(dāng)水泥凈漿強(qiáng)度不低于芯樣強(qiáng)度時，可結(jié)束養(yǎng)生。
[0066] 對端面處理后的芯樣，由于半剛性基層處于面層和路基之間，不可避免地受到毛 細(xì)水作用，使得各地的半剛性基層水溫狀況差異較大。為了減少外界環(huán)境造成的系統(tǒng)性試 驗(yàn)誤差，因此需要進(jìn)行濕度處理；濕度處理的具體方法為：
[0067] 對于未進(jìn)行補(bǔ)平的芯樣：將該芯樣放入水槽中，在20°C±2°C水中浸泡不小于48 小時，浸泡時，水槽水面超過所述芯樣頂部2. 5cm;
[0068] 對于補(bǔ)平后的芯樣：將養(yǎng)生后的芯樣放入水槽浸水1天，浸泡時，水槽水面超過所 述芯樣頂部2. 5cm。
[0069] 本發(fā)明端面處理后的芯樣的高徑比為1。從圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度試驗(yàn)的高徑比尺 寸效應(yīng)機(jī)理來看：試件端部的約束作用對材料強(qiáng)度的影響隨著試件高度或邊長的增大而減 弱，即試件尺寸越大，實(shí)測的強(qiáng)度越低，試件尺寸越小，實(shí)測的強(qiáng)度越高；另一方面是固體材 料的內(nèi)部缺陷一般隨著體積的減小而減小，因而強(qiáng)度隨著體積的減小而增大。
[0070] 假設(shè)高徑比為2的圓柱體試件的28天抗壓強(qiáng)度值為1，可以得到不同高徑比試件 的強(qiáng)度值變異情況，如圖4所示，圖中的橫坐標(biāo)為高徑比，圖中的縱坐標(biāo)為試件的強(qiáng)度值， 高徑比越大，實(shí)測的強(qiáng)度值變化越小，當(dāng)高徑比達(dá)到2時，同種混合料的強(qiáng)度值變異性趨于 0〇
[0071] 由于我國路面的半剛性基層單層結(jié)構(gòu)大多在150mm-200mm，再加上取芯過程中的 擾動和破壞，取得高徑比為2的芯樣比較困難。同時，高徑比確定為1將有利于與路面建設(shè) 期的圓柱體試件強(qiáng)度值進(jìn)行比較。因此，將本發(fā)明中試驗(yàn)用的芯樣端面處理后的高徑比為 Io
[0072]S5、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：取出濕度處理后的芯樣并吸去其表面水分，將該芯樣放在路面 材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，并記錄下芯樣破壞時的最大壓力，得到試驗(yàn)數(shù) 據(jù)；其中，所述壓力機(jī)的量程為：芯樣破壞荷載應(yīng)大于測力量程的20%且小于測力量程的 80%，所述壓力機(jī)的壓力加載速率為11111]1/1]1；[11 ;
[0073] S6、數(shù)據(jù)結(jié)果分析：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算獲得各芯樣的抗壓強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果保留1 位小數(shù)，抗壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為：
[0074] Re=P/A
[0075] 其中，Rc為芯樣的抗壓強(qiáng)度，P為試驗(yàn)所得的最大壓力值，A為芯樣的截面積，其計(jì) 算公式為A=D2/4,D為芯樣的直徑。
[0076] 計(jì)算得到的全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果后，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算，得到每組數(shù)據(jù)的抗 壓強(qiáng)度值；
[0077] 每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值的計(jì)算方法為：當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小 值中有一個與中間值的差值超過中間值的15%時，把最大值和最小值一并舍棄，取其余值 的算術(shù)平均值作為該組芯樣的抗壓強(qiáng)度值；當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小值與 中間值的差值均超過中間值的15%時，該組試驗(yàn)結(jié)果從計(jì)算數(shù)據(jù)中剔除，并記錄和分析試 驗(yàn)取樣位置、端面處理和芯樣濕度情況；其他情況下，每組數(shù)據(jù)以全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果的算術(shù) 平均值作為其抗壓強(qiáng)度值。
[0078] 根據(jù)對半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：半剛性基層材料經(jīng)歷長時間運(yùn) 營發(fā)展后，抗壓強(qiáng)度測試值變異值更趨穩(wěn)定，基本保持在5 %以內(nèi)。因此，本方法采用3倍均 方差的處理方法規(guī)定數(shù)據(jù)結(jié)果的整理，其差值的最大差量應(yīng)在15%以內(nèi)。
[0079] 實(shí)施例一
[0080] 本實(shí)施例提供了一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，使用如下儀器設(shè)備：
[0081] 1、路面取芯鉆機(jī)：牽引式或車載式，鉆機(jī)由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，宜選用9 150mm鉆頭直徑， 并配備淋水冷卻裝置；根據(jù)路面結(jié)構(gòu)層厚度選取鉆頭長度；
[0082] 2、電子天平：量程15kg，感量0?Ig;
[0083] 3、盛樣器或鐵盤等；
[0084] 4、試樣標(biāo)簽；
[0085] 5、壓力機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)：壓力機(jī)應(yīng)符合現(xiàn)行《液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)》（GB/T3722)及 試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求（GB/T2611)中的要求，其測量精度為±1%，同時，具有加載速率指 示裝置或加載速率控制裝置。上下壓板平整并有足夠剛度，可以均勻地連續(xù)加載卸載，可以 保持固定荷載；壓力機(jī)的開機(jī)停機(jī)均靈活自如，能夠滿足芯樣噸位要求，且壓力機(jī)加載速率 可以有效控制在l_/min;
[0086] 6、球形支座；
[0087] 7、鋼尺和游標(biāo)卡尺；
[0088] 8、試模和墊塊：試模的直徑X高=<P150mmX230mm，配套兩塊墊塊的直徑X高= 9 1 50mmX40mm;
[0089] 9、電動脫模器；
[0090] 10、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度20°C±2°C，相對濕度在95%以上；
[0091] 11、水槽：深度應(yīng)大于芯樣高度25mm;
[0092] 12、機(jī)油：若干；
[0093] 13.其他：量尺、毛刷、硬紙等。
[0094] 本實(shí)施例提供的方法包括如下步驟：
[0095] 第一步，芯樣鉆取和檢查。通過牽引式路面取芯鉆機(jī)得到一個直徑為150mm半剛 性基層芯樣，對鉆取的芯樣進(jìn)行外觀檢查和尺寸測量。若沿該芯樣高度任一直徑與平均直 徑相差達(dá)2mm以上，或該芯樣端面與軸線的不垂直度超過2°，或該芯樣有裂縫或其他較大 缺陷，則將該芯樣廢棄，并重新鉆取芯樣。
[0096] 第二步，芯樣制作。將芯樣上下兩端切掉，使芯樣的高度為150mm高。若切割芯樣 一端后，高度不足150mm，但大于等于142. 5mm，可將芯樣放入9 150mmX150mm試模中，用水 泥凈漿填充另一端并抹平，再將芯樣芯樣放入養(yǎng)生室養(yǎng)生。
[0097] 第三步，試驗(yàn)準(zhǔn)備。將切割后的芯樣放入水槽中，在20°C±2°C水中浸泡不小于48 小時，水槽水面在芯樣頂上約2. 5cm。若為養(yǎng)生的芯樣則在試驗(yàn)進(jìn)行前一天放入水槽浸泡即 可。同路段相同位置的芯樣需準(zhǔn)備3個平行芯樣。
[0098] 第四步，試驗(yàn)過程。選擇合適量程的壓力機(jī)，在球形支座和上下頂板涂上機(jī)油，使 球形支座能夠靈活轉(zhuǎn)動。將已浸水后的芯樣從水槽中取出，用軟布吸去芯樣表面的水分，并 稱芯樣的質(zhì)量m。用游標(biāo)卡尺測量芯樣的高度h，測量結(jié)果精確至0.1mm。在升降臺上先放 置球形支座，將芯樣放在路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，應(yīng) 保持加載速率為lmm/min。記錄芯樣破壞時的最大壓力P(N)，以圖5、6所示的1#和2#芯 樣測量得到的最大壓力值與位移的關(guān)系曲線圖為例，獲得大致的最大壓力值與位移的曲線 關(guān)系。
[0099] 第五步，試驗(yàn)評價。用破壞時的最大壓力除以芯樣截面積，計(jì)算得到半剛性基層芯 樣無側(cè)向抗壓強(qiáng)度。同一組芯樣的試驗(yàn)結(jié)果，一般情況下以全部芯樣計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果的算術(shù) 平均值作為該組芯樣的抗壓強(qiáng)度值，但以下兩種情況除外：當(dāng)最大值或最小值中有一個與 中間值的差值超過中間值的15 %時，應(yīng)把最大值和最小值一并舍棄，取其余值的算術(shù)平均 值作為該組芯樣的抗壓強(qiáng)度值；當(dāng)最大值和最小值與中間值的差值均超過中間值的15% 時，該組試驗(yàn)結(jié)果無效，應(yīng)記錄和分析試驗(yàn)取樣位置、端面處理、芯樣濕度等情況。
[0100] 最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然 可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：包括如下步驟： 51、 選取鉆芯位置：單車道的道路方向上每個規(guī)定的距離內(nèi)至少選取一個取芯位置，單 車道縱向上的每個取芯位置沿單車道橫向斷面的左右兩側(cè)各選取一個取芯位置，并且將橫 向斷面位置相同的芯樣分為一組； 52、 鉆取芯樣：所述鉆芯位置選好后，在路面上對全部的鉆芯位置做出標(biāo)記，在所述標(biāo) 記位置垂直對準(zhǔn)路面放下鉆頭，鉆機(jī)固定后，開始鉆取芯樣；待鉆頭鉆透路面結(jié)構(gòu)全厚之 后，取出芯樣； 53、 檢驗(yàn)芯樣：對鉆取的芯樣進(jìn)行篩選，篩選后的芯樣分別放入盛樣器中，并填寫樣品 標(biāo)簽； 54、 處理芯樣：取出盛樣器中的芯樣，并對該芯樣進(jìn)行端面處理；對端面處理后的芯樣 進(jìn)行濕度處理； 55、 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：取出濕度處理后的芯樣并吸去其表面水分，將該芯樣放在路面材料 強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，并記錄下芯樣破壞時的最大壓力，得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)；其 中，所述壓力機(jī)的量程為：芯樣破壞荷載應(yīng)大于測力量程的20%且小于測力量程的80%， 所述壓力機(jī)的壓力加載速率為lmm/min; 56、 數(shù)據(jù)結(jié)果分析：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算獲得各芯樣的抗壓強(qiáng)度，并對計(jì)算得到的全部 抗壓強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行整理和計(jì)算，得到每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值； 每組數(shù)據(jù)的抗壓強(qiáng)度值的計(jì)算方法為：當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小值中 有一個與中間值的差值超過中間值的15%時，把最大值和最小值一并舍棄，取其余值的算 術(shù)平均值作為該組芯樣的抗壓強(qiáng)度值；當(dāng)該組中的抗壓強(qiáng)度結(jié)果的最大值或最小值與中間 值的差值均超過中間值的15%時，該組試驗(yàn)結(jié)果從計(jì)算數(shù)據(jù)中剔除，并記錄和分析試驗(yàn)取 樣位置、端面處理和芯樣濕度情況；其他情況下，每組數(shù)據(jù)以全部抗壓強(qiáng)度結(jié)果的算術(shù)平均 值作為其抗壓強(qiáng)度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S1中，選取的所述鉆芯位置包括行車道輪跡帶中部、車轍和裂縫部位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S2中，所述鉆頭的直徑為150_。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S3中，對鉆取的芯樣進(jìn)行篩選時，篩選條件為： 芯樣的高度與底面直徑比大于或者等于〇. 95 ;沿芯樣高度任一直徑與平均直徑相差 小于2mm;芯樣端面的不平整度在150mm長度內(nèi)不超過0. 15mm;芯樣端面與軸線的不垂直 度小于2° ;芯樣無裂縫和其他較大缺陷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S4中，經(jīng)端面處理后的芯樣高度為150mm，端面處理的具體方法為，如果需要端面處理的 芯樣高度大于150mm且完整無破損，可以通過機(jī)械切割的方法處理其兩端的端面平整度； 如果需要端面處理的芯樣切割一端后的高度不足150mm，但滿足該芯樣的高度與底面直徑 比大于或者等于0. 95時，該芯樣的另一端用水泥凈漿補(bǔ)平，并將補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室 養(yǎng)生。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所 述養(yǎng)生的方法為：將補(bǔ)平后的芯樣放入養(yǎng)生室內(nèi)的鐵架或木架上，各芯樣之間的間距為 10-20mm，其表面保持一層水膜，當(dāng)水泥凈漿強(qiáng)度不低于芯樣強(qiáng)度時，可結(jié)束養(yǎng)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S4中，濕度處理的具體方法為： 對于未進(jìn)行補(bǔ)平的芯樣：將該芯樣放入水槽中，在20°C±2°C水中浸泡不小于48小時， 浸泡時，水槽水面超過所述芯樣頂部2. 5cm; 對于補(bǔ)平后的芯樣：將養(yǎng)生后的芯樣放入水槽浸水1天，浸泡時，水槽水面超過所述芯 樣頂部2. 5cm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性基層芯樣抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步 驟S6中，抗壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為： Rc=P/A 其中，Rc為芯樣的抗壓強(qiáng)度，P為試驗(yàn)獲得的最大壓力值，A為芯樣的截面積，其計(jì)算公 式為A=jtD2/4，D為芯樣的直徑。
【文檔編號】G01N1/28GK104515704SQ201410834991
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】宋波, 周緒利, 薛忠軍, 張濤, 王春明, 范俊英, 李興海, 謝超, 張榮榮, 叢鋮東 申請人:北京市道路工程質(zhì)量監(jiān)督站