_{面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀}

路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀是一種多功能的公路路基材料實(shí)驗(yàn)儀器，它由底座、變速箱、立柱、支架、電機(jī)、電器開關(guān)等組合而成。

結(jié)構(gòu)原理

路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀由底座、減速箱、立柱、橫梁及罩殼等組成。

電動(dòng)機(jī)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(yīng)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。

試驗(yàn)儀加載有兩種形式，一種是電動(dòng)，電動(dòng)機(jī)由同步齒形帶傳遞給減速箱，經(jīng)減速箱減速后，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿的垂直運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)試樣垂直加載的功用。另一種是手動(dòng)，將調(diào)速手柄置于空檔，即可用搖手柄進(jìn)行手動(dòng)加載 。

技術(shù)參數(shù)

da額定載荷：100kN

絲杠盤da升降距離：200mm

機(jī)動(dòng)速度：快速50mm/min  慢速1mm/min 

操作規(guī)程

1）接通電源

2）將試件放在儀器的升降臺(tái)上。

3）按實(shí)驗(yàn)規(guī)范要求調(diào)節(jié)手桿，（即，快速、慢速、手動(dòng)）

4）按“升”鍵，開始試驗(yàn)操作。

5）在試驗(yàn)過程中，應(yīng)使試件的形變等速增加并保持速率為1mm/min。

6）當(dāng)試件破裂時(shí)，及時(shí)記錄下破壞時(shí)的大荷載P（N）。

7）按“降”鍵，取出試件，斷開電源 。

使用方法說明

用路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀及其它配套夾具可進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)，如水泥石灰穩(wěn)定土的抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、加彈模量等試驗(yàn)、瀝青混凝土的馬歇爾試驗(yàn)、路基土和多種路面材料的承載比（CBR）試驗(yàn)。

1、路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀中的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)

（1）測量試件的高度

用游標(biāo)卡尺量取試件的高度，至少取圓周等分四點(diǎn)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(zhì)量，然后稱其在水中的質(zhì)量（如試件空隙率較大時(shí)應(yīng)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(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(yàn)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(nèi)面，在下壓頭的導(dǎo)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(shè)備上。

c. 將流值測定裝置安裝在導(dǎo)棒上，使導(dǎo)向套輕輕地壓住上壓頭，同時(shí)將流值計(jì)讀數(shù)調(diào)零。

d. 在上壓頭的球座上放妥鋼球，并對(duì)準(zhǔn)測力環(huán)的壓頭，然后將測力環(huán)中百分表讀數(shù)對(duì)零。

e. 將量程0~30 kN 的測力環(huán)裝在試驗(yàn)儀上，調(diào)整加載速度為 50 mm /min，啟動(dòng)試驗(yàn)儀，當(dāng)載荷達(dá)到大值的瞬間，讀取測力環(huán)中百分表及流值計(jì)的流值讀數(shù)。

注：從恒溫水槽中取出試件至測出大載荷值的時(shí)間，不應(yīng)超過30s。

2、路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀中的承載比試驗(yàn)

（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(jìn)入到試件的頂部和底部，泡水期間，槽內(nèi)水面應(yīng)保持在試件上頂面約250mm以上，通常試件需泡96小時(shí)。

d. 在96小時(shí)終了時(shí)，讀取試件上百分表讀數(shù)，并用下式計(jì)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(jì)算試件的溫度和密度的變化。

（2）路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀中的貫入試驗(yàn)

a. 將泡水試驗(yàn)終了的試件放到試驗(yàn)儀的升降臺(tái)上，在貫入桿周圍放置預(yù)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(yàn)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(dòng)試驗(yàn)儀,記錄測力環(huán)內(nèi)百分表某些整讀數(shù) （ 如20、40、60 …）時(shí)的貫入量,并需注意，使貫入量為2.5 mm時(shí)，能有5個(gè)以上的讀數(shù)。因此測力環(huán)百分表的*個(gè)讀數(shù)應(yīng)是0.3mm左右。

試驗(yàn)結(jié)果計(jì)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(biāo)，貫入量作為縱坐標(biāo)，繪制曲線。

一般采用貫入量為2.5 mm時(shí)的單位壓力（kPa）與標(biāo)準(zhǔn)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(shí)計(jì)算貫入量為5.0mm時(shí)的承載比。

如貫入量為5.0mm時(shí)的承載比大于2.5mm時(shí)的承載比，則試驗(yàn)要重做，如結(jié)果仍然如此，則采用5.0mm時(shí)的承載比。

3、路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的回彈模量試驗(yàn)

a. 在試驗(yàn)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(yàn)儀的升降臺(tái)上。

c. 將百分表支架固定在試筒兩側(cè)的螺孔內(nèi)，將承載板放在試件表面中央位置，并與試驗(yàn)儀的貫入桿對(duì)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(cè)的支架上

e. 將預(yù)定的大壓力分為4~6份，作為每級(jí)加載的壓力，施加*級(jí)載荷（如為預(yù)定壓力的1/5，待載荷作用達(dá)60s時(shí)，記錄百分表的讀數(shù)，同時(shí)卸去載荷，讓試樣的形變恢復(fù)到30s時(shí)，記錄百分表讀數(shù)。

f. 施加第二級(jí)載荷（為預(yù)定大載荷的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(shí)記錄百分表讀數(shù)，并施加第三級(jí)載荷，如此逐級(jí)進(jìn)行，直到做完后一次試驗(yàn)。

g. 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：

一級(jí)載荷下的回彈形變I

I=加荷時(shí)讀數(shù) - 卸荷時(shí)讀數(shù) ，mm

以單位壓力P為橫座標(biāo)（向右），回彈形變?yōu)榭v坐標(biāo)（向下），繪制P與I的關(guān)系曲線。若開始段出現(xiàn)凹現(xiàn)象，需進(jìn)行修正，一般情況下將*點(diǎn)和第二點(diǎn)聯(lián)成直線，并延長此直線與縱坐標(biāo)相交，此交點(diǎn)為新原點(diǎn)。

按下式計(jì)算回彈模量E：

I — 相應(yīng)于單位壓力P的回彈形變，mm

μ— 泊桑比，對(duì)于路基土取0.35，對(duì)于路面材料取0.25。

4、間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)）

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(biāo)卡尺測量試件的高度（h1）準(zhǔn)確到0.1mm。

c. 在試驗(yàn)儀的升降臺(tái)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(tái)垂直）。

d. 調(diào)整速率為1mm/min，并啟動(dòng)試驗(yàn)儀，記錄試件破壞時(shí)的大壓力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(yàn)結(jié)果計(jì)算：

d — 試件的直徑 mm

L — 浸水后試件的高度 mm

5、路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀中的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

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(biāo)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(huán)，安裝在試驗(yàn)儀上。

d. 將試件放到試驗(yàn)儀的升降臺(tái)上，啟動(dòng)機(jī)器，并保持速率為1mm/min，記錄試件破壞時(shí)的大壓力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(yàn)結(jié)果計(jì)算：

d — 試件的直徑 mm

注意事項(xiàng)

1.路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的絲桿盤上升的上限位置為其盤面距基座箱體頂面300mm；絲桿盤下降的極限位置為其盤面距基座箱體頂面60mm，如果超過以上兩個(gè)上限，路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀有可能會(huì)損壞。 

2.試驗(yàn)儀應(yīng)該安放在一個(gè)地面應(yīng)平坦、穩(wěn)固的位置，而且試驗(yàn)儀應(yīng)有接地安全防護(hù)裝置。

3.應(yīng)注意經(jīng)常對(duì)路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)：

①.應(yīng)經(jīng)常保持路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的干凈整潔，每次使用完后須清掃臺(tái)面及周圍環(huán)境并擦拭干凈。

②.絲桿及盤子，立柱擦拭干凈后應(yīng)涂上防銹油，并每天使用前應(yīng)向絲桿滴注適量的潤滑油（20號(hào)機(jī)油）。以保證絲桿在工作中正常潤滑，減少磨損延長使用壽命。

③.不使用時(shí)應(yīng)將防護(hù)套罩好。

4.當(dāng)使用路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀電動(dòng)操作試需要將搖把拔出取下，以免傳動(dòng)時(shí)回轉(zhuǎn)傷人 。