路面材料強度試驗儀結構原理（沈陽邦竣儀器）

【資料簡介】

路面材料強度試驗儀結構原理

    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(nèi)，減速箱置于底座上。

橫梁、減速箱及底座經(jīng)兩根立柱相聯(lián)接，橫梁并可上下調(diào)節(jié)，以適應不同高度的試樣，橫梁下平面可聯(lián)接測力環(huán)。

    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(jīng)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(diào)速手柄置于空檔，即可用搖手柄進行手動加載。

四、路面材料強度試驗儀試驗操作方法

    用試驗儀及其它配套夾具可進行多項試驗，如水泥石灰穩(wěn)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、路面材料強度試驗儀中的馬歇爾穩(wěn)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(zhì)量，然后稱其在水中的質(zhì)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(zhì)量  g

              W1 — 試件在水中質(zhì)量     g

              W2  — 封蠟后試件在空氣中質(zhì)量    g

              W3 — 封蠟后試件在水中質(zhì)量       g

              Gp — 蠟的比重

              Gw —常溫水的密度              （1g /cm3）

    （3）測定試件的穩(wěn)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(nèi)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(shù)調(diào)零。

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

e.       將量程0~30 kN 的測力環(huán)裝在試驗儀上，調(diào)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(huán)中百分表及流值計的流值讀數(shù)。

      

  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、路面材料強度試驗儀中的承載比試驗

   （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(diào)節(jié)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(nèi)（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(shù)。

c.         向水槽內(nèi)放水，使水自由進入到試件的頂部和底部，泡水期間，槽內(nèi)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(shù)，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）路面材料強度試驗儀中的貫入試驗

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(shù)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(diào)零。

c.       在試驗儀上安裝量程為0~50 kN的測力環(huán)，調(diào)整加載速度為1mm/min,并啟動試驗儀,記錄測力環(huán)內(nèi)百分表某些整讀數(shù)  （   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(shù)。因此測力環(huán)百分表的*個讀數(shù)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、路面材料強度試驗儀中的回彈模量試驗

a.       在試驗儀上安裝量程為0~50kN的測力環(huán)。

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(nèi)，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(shù)，同時卸去載荷，讓試樣的形變恢復到30s時，記錄百分表讀數(shù)。

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(shù)，并卸去載荷，卸荷后到30s時記錄百分表讀數(shù)，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(shù) - 卸荷時讀數(shù) ，mm

    以單位壓力P為橫座標（向右），回彈形變?yōu)榭v坐標（向下），繪制P與I的關系曲線。若開始段出現(xiàn)凹現(xiàn)象，需進行修正，一般情況下將*點和第二點聯(lián)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(zhì)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(diào)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(nèi)部取有代表性的樣品（經(jīng)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、路面材料強度試驗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(zhì)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(huán)，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(nèi)部取有代表性的樣品（經(jīng)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

                           

五、路面材料強度試驗儀安裝、試機、保養(yǎng)

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(yǎng)。

3.      安裝地基牢固可靠。

4.      電器要可靠接地。

5.      每一年向機內(nèi)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。