[发明专利]一种利用动态抗压回弹模量评价半刚性基层材料抗冻性的方法

摘要

一种利用动态抗压回弹模量评价半刚性基层材料抗冻性的方法，它涉及一种评价半刚性基层材料抗冻性的方法。本发明的目的是要解决目前无法有效评价半刚性基层材料抗冻性，造成无法评价路面的强度，引发路面结构发生整体性破坏的问题。方法：一、测定对比试件的动态抗压回弹模量；二、测定待测试件的动态抗压回弹模量；三、计算半刚性基层材料经过i+1次冻融的待测试件的动态抗压回弹模量损失率FRI。采用动态抗压回弹模量损失率来评价半刚性基层材料的抗冻性，能敏感地反映混合料内部结构的损伤，更准确地表征了实际情况下，冻融作用造成的损伤情况。本发明可获得一种利用动态抗压回弹模量评价半刚性基层材料抗冻性的方法。

主权项

1.一种利用动态抗压回弹模量评价半刚性基层材料抗冻性的方法，其特征在于一种利用动态抗压回弹模量评价半刚性基层材料抗冻性的方法具体是按以下步骤完成的：一、测定对比试件的动态抗压回弹模量：①、采用静压法或振动法按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51—2009，制作直径为150mm，高度为150mm的圆柱形对比试件，再在温度为18℃～22℃和相对湿度为95％下养护90天，得到对比试件；②、将距离对比试件上端面2.5cm处的圆柱截面的圆周进行三等分，再将3个等分点做标记，得到3个上标记点；在距离对比试件上端面12.5cm处、3个上标记点的正下方再做3个下标记点，得到6处作为标记的对比试件；③、采用万能试验机以1mm/min的加载速度向步骤一②中得到的6处作为标记的对比试件施加压力，记录对比试件破坏时的最大压力F₀(N)，按照公式(1)计算对比试件的无侧限抗压强度P₀(MPa)；P₀(MPa)＝F₀(N)/17671mm²    公式(1)；式中：F₀——对比试件破坏时的最大压力(N)；P₀——对比试件的无侧限抗压强度(MPa)；④、使用环氧树脂将固定传感器支架的金属钮粘到步骤一②中得到的6处作为标记的对比试件的6处标记上，再将对比试件放入UTM‑250动态液压伺服万能试验机的中心位置，再通过金属钮将3个位移传感器的支架安装到对比试件上，再将3个位移传感器与数据采集仪相连接，数据采集仪校正并调零；⑤、输入参数：向UTM‑250动态液压伺服万能试验机的控制系统输入波形函数为Haversine荷载波形，频率为10Hz，间歇时间为1min，荷载级位为6级，每级荷载作用的次数为200次，预压荷载为0.3P₀，预压时间为30s；步骤一⑤中所述的6级荷载级位分别为0.1P₀、0.2P₀、0.3P₀、0.4P₀、0.5P₀和0.6P₀；⑥、UTM‑250动态液压伺服万能试验机进行运行，在UTM‑250动态液压伺服万能试验机的显示系统得到对比试件的动态抗压回弹模量E_c(MPa)；二、测定待测试件的动态抗压回弹模量：①、采用静压法或振动法按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51—2009，制作直径为150mm，高度为150mm的圆柱形待测试件，再在温度为18℃～22℃和相对湿度为95％下养护90天，得到待测试件；②、冻融循环：(1)、将距离待测试件上端面2.5cm处的圆柱截面的圆周进行三等分，再将3个等分点做标记，得到3个上标记点；在距离待测试件上端面12.5cm处、3个上标记点的正下方再做3个下标记点，得到6处作为标记的待测试件；(2)、将6处作为标记的待测试件浸泡在温度为18℃～22℃的水中24h，且水面高于6处作为标记的待测试件上端面2.5cm；将6处作为标记的待测试件从水中取出，擦拭6处作为标记的待测试件表面的水分，再将6处作为标记的待测试件置于低温箱中冻结16h；取出后放入温度为20℃的水槽中融化8h，取出后擦拭6处作为标记的待测试件表面的水分；(3)、循环步骤二②(2)i次，得到经过i+1次冻融的待测试件；所述的i的取值范围为0≤i≤19；(4)、使用水泥净浆将经过i+1次冻融的待测试件的上端面和下端面抹平，再在温度为18℃～22℃下放置8h～16h，得到端面平整的经过i+1次冻融的待测试件；(5)、采用万能试验机以1mm/min的加载速度向步骤二②(4)得到的端面平整的经过i+1次冻融的待测试件施加压力，记录经过i+1次冻融的待测试件破坏时的最大压力F_i+1(N)，按照公式(1)计算经过i+1次冻融的待测试件的无侧限抗压强度P_i+1(MPa)；P_i+1(MPa)＝F_i+1(N)/17671mm²；式中：F_i+1——经过i+1次冻融的待测试件破坏时的最大压力(N)；P_i+1——经过i+1次冻融的待测试件的无侧限抗压强度(MPa)；(6)、使用环氧树脂将固定传感器支架的金属钮粘到步骤二②(4)得到的端面平整的经过i+1次冻融的待测试件的6处标记上，将端面平整的经过i+1次冻融的待测试件放入UTM‑250动态液压伺服万能试验机的中心位置，再通过金属钮将3个位移传感器的支架安装到端面平整的经过i+1次冻融的待测试件上，再将3个位移传感器与数据采集仪相连接，数据采集仪校正并调零；(7)、输入参数：向UTM‑250动态液压伺服万能试验机的控制系统输入波形函数为Haversine荷载波形，频率为10Hz，间歇时间为1min，荷载级位为6级，每级荷载作用的次数为200次，预压荷载为0.3P_i+1，预压时间为30s；步骤二②(7)中所述的6级荷载级位分别为0.1P_i+1、0.2P_i+1、0.3P_i+1、0.4P_i+1、0.5P_i+1和0.6P_i+1；(8)、UTM‑250动态液压伺服万能试验机进行运行，在UTM‑250动态液压伺服万能试验机的显示系统得到经过i+1次冻融的待测试件的动态抗压回弹模量E_dc(MPa)；三、计算半刚性基层材料经过i+1次冻融的待测试件的动态抗压回弹模量损失率FRI，其计算公式如下：式中：E_c——对比试件的动态抗压回弹模量(MPa)；E_dc——经过i+1次冻融的待测试件的动态抗压回弹模量(MPa)；当0≤i≤4时，FRI≤20％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“优”的等级；20％＜FRI＜30％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“中”的等级；FRI≥30％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“差”的等级；当5≤i≤9时，FRI≤35％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“优”的等级；35％＜FRI＜50％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“中”的等级；FRI≥50％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“差”的等级；当10≤i≤14时，FRI≤55％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“优”的等级；55％＜FRI＜60％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“中”的等级；FRI≥60％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“差”的等级；当15≤i≤19时，FRI≤60％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“优”的等级；60％＜FRI＜65％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“中”的等级；FRI≥65％时，则说明半刚性基层材料的抗冻性处于“差”的等级。