路面材料強度試驗儀

概述：
路面材料強度試驗儀是一種多功能的公路路基材料實驗儀器，它由底座、變速箱、立柱、支架、電機、電器開關等組合而成.

路面材料強度試驗儀技術參數：

大額定載荷：100kN
絲杠盤大升降距離：200mm
機動速度：快速50mm/min
慢速1mm/min[1]

結構原理：

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。
試驗儀加載有兩種形式，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[1]

使用方法說明：

路面材料強度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、路面材料強度儀中的馬歇爾穩定度試驗
（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，精確至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），精確至0.1g。
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60度±1度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大載荷值的時間，不應超過30s。
2、路面材料強度儀中的承載比試驗
（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：
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）路面材料強度儀中的貫入試驗
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 × ，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、路面材料強度儀的回彈模量試驗
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*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：
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：
d — 試件的直徑 mm
L — 浸水后試件的高度 mm
5、路面材料強度儀中的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，精確至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：
d — 試件的直徑 mm