路面材料強度試驗儀

是一種多功能試驗儀（以下簡稱試驗儀），用試驗儀及其它配套夾具可進行多項試驗，如水泥和石灰穩定土的抗壓強度、劈裂強度、回彈模量等試驗、瀝青混凝土的馬歇爾試驗、路基土和多種路面材料的承載比（CBR）試驗等。本機具有加載穩定、絲桿行程大、操作簡單等優點，是公路施工單位、大專院校及質檢部門*儀器。

一、主要技術參數：

1. zui大試驗力  100 kN

2. 絲桿上升（下降）速度    快速   50mm/min    慢速    1mm/min

3. 絲桿zui大行程  200mm

4. 電機功率    550W

5. 電源       AC380V

二、結構原理：

本機由底座、減速箱、立柱、橫梁及罩殼等組成。

電動機及控制電器置于底座內，減速箱置于底座上。

橫梁、減速箱及底座經兩根立柱相聯接，橫梁并可上下調節，以適應不同高度的試樣，橫梁下平面可聯接測力環。

底座及減速箱外面裝有罩殼。

本機加載有兩種形式，一種是電動，電動機由同步齒形帶傳遞給減速箱，經減速箱減速后，旋轉運動轉換成絲桿的垂直運動，從而達到對試樣垂直加載的功用。另一種是手動，將調速手柄置于空檔，即可用搖手柄進行手動加載。

三、操作方法

用試驗儀及其它配套夾具可進行多項試驗，如水泥石灰穩定土的抗壓強度、劈裂強度、加彈模量等試驗、瀝青混凝土的馬歇爾試驗、路基土和多種路面材料的承載比（CBR）試驗。

1、馬歇爾穩定度試驗

 （1）測量試件的高度

用游標卡尺量取試件的高度，至少取圓周等分四點的平均值作為試件的高度，至1mm。

（2）測定試件的密度

先在天平上稱量試件在空氣中的質量，然后稱其在水中的質量（如試件空隙率較大時應采用蠟封法），至0.1g。

 或             

其中：   Dm — 試件密度   g /cm3

      W — 試件在空氣中質量 g

      W1 — 試件在水中質量   g

      W2 — 封蠟后試件在空氣中質量  g

      W3 — 封蠟后試件在水中質量    g

      Gp — 蠟的比重

      Gw —常溫水的密度       （1g /cm3）

（3）測定試件的穩定度

a.將測定密度后的試件及馬歇爾試驗的上、下壓頭，置于溫度為60o±1o石油瀝青的恒溫水槽保持至少30~45分鐘。

b.將上、下壓頭從水槽中取出拭干凈內面，在下壓頭的導棒上涂少量黃油，再將試件取出置下壓頭上，蓋上上壓頭，然后裝在加載設備上。

c.將流值測定裝置安裝在導棒上，使導向套輕輕地壓住上壓頭，同時將流值計讀數調零。

d.在上壓頭的球座上放妥鋼球，并對準測力環的壓頭，然后將測力環中百分表讀數對零。

e.將量程0~30 kN 的測力環裝在試驗儀上，調整加載速度為 50 mm /min，啟動試驗儀，當載荷達到zui大值的瞬間，讀取測力環中百分表及流值計的流值讀數。

注：從恒溫水槽中取出試件至測出zui大載荷值的時間，不應超過30s。

2、承載比試驗

（1）泡水膨脹量測定

a.試件制成后，取下試件頂面的破殘濾紙，放一張好的濾紙，并在其上安放附有調節桿的多孔板，在板上加足夠的載荷板，使試件面上的壓力等于該材料層上路面的壓力。

b.將試筒與多孔底板一起放入水槽內（先不放水），并用拉桿將模具拉緊，安裝百分表，并讀取初始讀數。

c.向水槽內放水，使水自由進入到試件的頂部和底部，泡水期間，槽內水面應保持在試件上頂面約250mm以上，通常試件需泡96小時。

d.在96小時終了時，讀取試件上百分表讀數，并用下式計算膨脹量：

e.從水槽中取出試件，倒出試件頂面的水，靜置15分鐘，然后卸去附加載荷的多孔板、底板及濾紙，并稱重，計算試件的溫度和密度的變化。

（2）貫入試驗

a.將泡水試驗終了的試件放到試驗儀的升降臺上，在貫入桿周圍放置預定數量的載荷板。

b.先在貫入桿上施加4500g 載荷，然后將測力和測形變的百分表指針調零。

c.在試驗儀上安裝量程為0~50 kN的測力環，調整加載速度為1mm/min,并啟動試驗儀,記錄測力環內百分表某些整讀數

（如20、40、60 …）時的貫入量,并需注意，使貫入量為2.5 mm時，能有5個以上的讀數。因此測力環百分表的*個讀數應是0.3mm左右。

試驗結果計算并 繪制壓力（單位壓力）—貫入量曲線，將單位壓力作為橫坐標，貫入量作為縱坐標，繪制曲線。

一般采用貫入量為2.5 mm時的單位壓力（kPa）與標準壓力之比作為材料的承載比，因此承載比= 單位壓力/0.7  ×100% ，同時計算貫入量為5.0mm時的承載比。

如貫入量為5.0mm時的承載比大于2.5mm時的承載比，則試驗要重做，如結果仍然如此，則采用5.0mm時的承載比。

3、回彈模量試驗

a.在試驗儀上安裝量程為0~50kN的測力環。

b. 將試件和試筒的底面放在試驗儀的升降臺上。

c.將百分表支架固定在試筒兩側的螺孔內，將承載板放在試件表面中央位置，并與試驗儀的貫入桿對正。

d.將百分表和表頭安在支桿上，并將百分表測頭安放在承載板兩側的支架上

e.將預定的zui大壓力分為4~6份，作為每級加載的壓力，施加*級載荷（如為預定壓力的1/5，待載荷作用達60s時，記錄百分表的讀數，同時卸去載荷，讓試樣的形變恢復到30s時，記錄百分表讀數。

f.施加第二級載荷（為預定zui大載荷的2/5），待載荷作用1min，記錄百分表的讀數，并卸去載荷，卸荷后到30s時記錄百分表讀數，并施加第三級載荷，如此逐級進行，直到做完zui后一次試驗。

g.試驗結果計算：

一級載荷下的回彈形變I

I=加荷時讀數 - 卸荷時讀數 ，mm

以單位壓力P為橫座標（向右），回彈形變為縱坐標（向下），繪制P與I的關系曲線。若開始段出現凹現象，需進行修正，一般情況下將*點和第二點聯成直線，并延長此直線與縱坐標相交，此交點為新原點。

按下式計算回彈模量E：

式中：D — 承載板直徑，mm

   I — 相應于單位壓力P的回彈形變，mm

   μ— 泊桑比，對于路基土取0.35，對于路面材料取0.25。

4、間接抗拉強度試驗（劈裂試驗）

a.將已浸水一晝夜的試件從水中取出，用軟棉布吸去試件表面的可見自由水，稱取試件質量。

b.用游標卡尺測量試件的高度（h1）準確到0.1mm。

c.在試驗儀的升降臺上置一壓條，將試件置在壓條上（可以 用壓條），在試件的頂面也放一壓條（上下壓條與試件的接觸線必須是試件的平均線，并與升降臺垂直）。

d.調整速率為1mm/min，并啟動試驗儀，記錄試件破壞時的zui大壓力P（kN）。

e.從試件內部取有代表性的樣品（經過打碎）測定其含水量。

f.試驗結果計算：

式中：P — 試件破壞時的zui大壓力  kN

   d — 試件的直徑       mm

   L — 浸水后試件的高度    mm

5、無側限抗壓強度試驗

a.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可見自由水，并稱 取試件的質量。

b.用游標卡尺測試件的高度h，至0.1mm。

c.將量程為0~100kN的測力環，安裝在試驗儀上。

d.將試件放到試驗儀的升降臺上，啟動機器，并保持速率為1mm/min，記錄試件破壞時的zui大壓力kN。

e.從試件內部取有代表性的樣品（經過打破），測定其含水量。

f.試驗結果計算：

式中：P — 試件破壞時的zui大壓力 kN

   d — 試件的直徑      mm         

四、安裝、試車、保養：

1.試驗儀應安裝在清潔、干燥、溫度均勻、周圍無震動、無腐蝕性氣體影響的房間里。

2.安裝地點應位置適當，便于操作和保養。

3.安裝地基牢固可靠。

4.電器要可靠接地。

5.每一年向機內加鋰基潤滑油。

6.電動操作時，搖手柄不允許裝在機上，以免傷人。

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