聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法技术

本发明专利技术提出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，包括以下步骤：配比试验试件、加载荷载、测量梁式试件的跨中挠度、试验和计算抗弯拉弹性模量；本发明专利技术通过采用间接法进行测量计算抗弯拉弹性模量比现有的用劈裂强度试验代替抗弯拉强度更具科学性，同时试验过程中未大量使用测量仪器，可以有效的减少试验成本投入，并且通过五次加卸荷载循环求解出的挠度值具体数据客观性，进一步提高了试验结果的有效性，本发明专利技术具有操作简单，实验数据精确的优点。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法
本专利技术涉及公路建设领域，尤其涉及聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法。
技术介绍
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，是高级路面的理想基层材料。抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量是混凝土路面的主要质量指标，在相同的板厚下，抗弯拉强度越高，能承受的轴载次数越多。随着我国交通运输业的发展，超重车的轴载和数量都不断增加，再加上目前高等级公路半刚性基层强度普遍偏高，在行车荷载和环境因素作用下，很容易发生纵向、横向或斜向的断裂破坏，水泥稳定碎石基层在沥青面层下面，承受着由面层传递来的行车荷载作用，此外还承受着基层材料温度收缩和干燥收缩的共同作用，基层底面所产生的弯拉应力和应变是引起水泥稳定碎石基层断裂、破坏的主要原因。现有的路面设计规范中规定对高等级公路的路面应进行弯拉应力检验，并提供了材料抗弯拉强度的测试方法，但由于半刚性基层材料的抗弯拉强度试验复杂，一般测试和施工单位难以实施，现有的试验方法中利用劈裂强度与抗弯拉强度间的关系，用劈裂强度试验代替抗弯拉强度试验，但是大量试验验证得出弯拉弹性模量是非常重要的技术指标，是不能用劈裂抗拉强度和抗压回弹模量来代替的。因此，本专利技术提出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，以解决现有技术中的不足之处。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术通过采用间接法进行测量计算抗弯拉弹性模量比现有的用劈裂强度试验代替抗弯拉强度更具科学性，同时试验过程中未大量使用测量仪器，可以有效的减少试验成本投入，并且通过五次加卸荷载循环求解出的挠度值具体数据客观性，进一步提高了试验结果的有效性，本专利技术具有操作简单，实验数据精确的优点。本专利技术提出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，包括以下步骤：步骤一：配比试验试件配比出尺寸为为100mm×100mm×400mm的小梁试件，配合比PPS00-5和PPS06-5各成型4组，每组3个试件，配合比PPS04-5、PPS08-5、PPS10-5、PPS06-4、PPS06-6和PPS06-7各成型1组，每组3个试件；步骤二：加载荷载采用三分点加载法进行荷载加载，三分点加载法的高跨比为1:3，承压板支距100mm，跨距为300mm，然后测定压头两端两个加力点的分级挠度；步骤三：测量梁式试件的跨中挠度采用千分表测量梁式试件的跨中挠度，千分表通过一根角铁固定在试件的侧面；步骤四:试验(1)将试件成型时的侧面朝上，将装有千分表的角铁表架装在试件上，调整千分表测量端头的位置，以使其刚好在跨中，调整试验机压头及支座，使之垂至于试件的中线且无偏心加载情况，然后缓缓加上一定的压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙，应确保试件不能扭动。(2)取抗弯拉极限荷载平均值的50％为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准，即F0.5，然后进行加卸荷载循环；(3)同上述(2)中的加卸荷载循环一样，共进行5次循环，取第五次循环的挠度值为准；(4)当最后一次加荷完毕，检查各测值无误后，立即卸掉千分表，继续以同样的加荷速度加荷至试件折断，记录极限荷载和折断位置，并计算抗弯拉强度值；步骤五：计算抗弯拉弹性模量根据上述步骤四的试验结果，由简支梁三分点加载的跨中挠度公式反推出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量，其计算公式如公式(1)和(2)所示：公式(1)和(2)中，Ef为聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量，单位为：MPa；F0.5、F0分别为终荷载及初荷载，单位为：N；Δ0.5、Δ0分别为对应荷载为P0.5及P0时千分表的读数，单位为：mm；L为试件底部两个支座间距离，单位为：mm；J为试件断面转动惯量，单位为：mm4；h为试件的高度，单位为：mm；b为试件的宽度，单位为：mm。进一步改进在于：所述步骤一中配合比PPS00-5和PPS06-5各成型4组，每组3个试件，分别用于测试其7天、14天、28天、60天抗弯拉强度，配合比PPS04-5、PPS08-5、PPS10-5、PPS06-4、PPS06-6和PPS06-7各成型1组，每组3个试件，用于测试其28天抗弯拉强度。进一步改进在于：所述步骤一中试件均以最佳含水量、最大干密度和98％的压实度静压成型。进一步改进在于：所述步骤三中千分表测量梁式试件的跨中挠度过程为：待试件侧面晾干以后，试件侧面两端分别用502胶水粘上两个的螺栓，角铁两头侧壁均有一个圆孔，可以使角铁挂套在螺栓上，千分表固定在角铁中间部位，在试件侧面下方中间部位粘贴一个“L”形光滑小铁片，保证千分表留有一定的测量量程，试验时，千分表测试端头顶在小铁片上。进一步改进在于：所述角铁上顶面中间部位的圆孔也需要用502胶水将千分表粘牢。进一步改进在于：所述步骤四(1)中，若支座等各接缝处有空隙需要按照实际需要加设金属薄垫片。进一步改进在于：所述步骤四在(2)中加卸荷载具体过程为：由一定压力起，以一定速度加荷，然后达到F0处持荷约60s，记下千分表读数Δ0为此时的挠度值，而后继续加荷至F0.5并持荷约60s，记下千分表读数Δ0.5为此时的挠度值，最后再以同样的速度卸荷至初始压力，持荷约60s，为第一次循环。进一步改进在于：所述步骤四(3)中若最后两次循环挠度值相差大于0.5um时，需继续进行重复试验，直至相邻两次循环挠度增量之差符合上述要求为止，取最后一次挠度值为准。进一步改进在于：所述步骤四(4)中若折断面在三分点之外，则此根试件试验结果无效，若有两根试件结果无效，则该组试验作废。本专利技术的有益效果为：本专利技术具有操作简单，实验数据精确的优点，通过采用间接法进行测量计算抗弯拉弹性模量比现有的用劈裂强度试验代替抗弯拉强度更具科学性，同时试验过程中未大量使用测量仪器，可以有效的减少试验成本投入，并且通过五次加卸荷载循环求解出的挠度值具体数据客观性，进一步提高了试验结果的有效性。具体实施方式为了使专利技术实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。本实施例提出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，包括以下步骤：步骤一：配比试验试件配比出尺寸为为100mm×100mm×400mm的小梁试件，配合比PPS00-5和PPS06-5各成型4组，每组3个试件，分别用于测试其7天、14天、28天、60天抗弯拉强度，配合比PPS04-5、PPS08-5、PPS10-5、PPS06-4、PPS06-6和PPS06-7各成型1组，每组3个试件，用于测试其28天抗弯拉强度，试件均以最佳含水量、最大干密度和98％的压实度静压成型；步骤二：加载荷载采用三分点加载法进行荷载加载，三分点加载法的高跨比为1:3，承压板支距100mm，跨距为300mm，然后测定压头两端两个加力点的分级挠度；步骤三：测量梁式试件的跨中挠度采用千分表测量梁式试件的跨中挠度，千分表通过一根角铁固定在试件的侧面，千分表测量梁式试件的跨中挠度过程为：待试件侧面晾干以后，试件侧面两端分别用502胶水粘上两个的螺栓，角铁两头侧壁均有一个圆孔，可以使角铁挂套在螺栓上，千分表固定在角铁中间部位，在试件侧面下方中间部位粘贴一个“L”形光滑小铁片，保证千分表留有一定的测量量程，试验时，千分表测试端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：配比试验试件配比出尺寸为为100mm×100mm×400mm的小梁试件，配合比PPS00‑5和PPS06‑5各成型4组，每组3个试件，配合比PPS04‑5、PPS08‑5、PPS10‑5、PPS06‑4、PPS06‑6和PPS06‑7各成型1组，每组3个试件；步骤二：加载荷载采用三分点加载法进行荷载加载，三分点加载法的高跨比为1:3，承压板支距100mm，跨距为300mm，然后测定压头两端两个加力点的分级挠度；步骤三：测量梁式试件的跨中挠度采用千分表测量梁式试件的跨中挠度，千分表通过一根角铁固定在试件的侧面；步骤四:试验(1)将试件成型时的侧面朝上，将装有千分表的角铁表架装在试件上，调整千分表测量端头的位置，以使其刚好在跨中，调整试验机压头及支座，使之垂至于试件的中线且无偏心加载情况，然后缓缓加上一定的压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙，应确保试件不能扭动。(2)取抗弯拉极限荷载平均值的50％为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准，即F0.5，然后进行加卸荷载循环；(3)同上述(2)中的加卸荷载循环一样，共进行5次循环，取第五次循环的挠度值为准；(4)当最后一次加荷完毕，检查各测值无误后，立即卸掉千分表，继续以同样的加荷速度加荷至试件折断，记录极限荷载和折断位置，并计算抗弯拉强度值；步骤五：计算抗弯拉弹性模量根据上述步骤四的试验结果，由简支梁三分点加载的跨中挠度公式反推出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量，其计算公式如公式(1)和(2)所示：...

【技术特征摘要】
1.聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：配比试验试件配比出尺寸为为100mm×100mm×400mm的小梁试件，配合比PPS00-5和PPS06-5各成型4组，每组3个试件，配合比PPS04-5、PPS08-5、PPS10-5、PPS06-4、PPS06-6和PPS06-7各成型1组，每组3个试件；步骤二：加载荷载采用三分点加载法进行荷载加载，三分点加载法的高跨比为1:3，承压板支距100mm，跨距为300mm，然后测定压头两端两个加力点的分级挠度；步骤三：测量梁式试件的跨中挠度采用千分表测量梁式试件的跨中挠度，千分表通过一根角铁固定在试件的侧面；步骤四:试验(1)将试件成型时的侧面朝上，将装有千分表的角铁表架装在试件上，调整千分表测量端头的位置，以使其刚好在跨中，调整试验机压头及支座，使之垂至于试件的中线且无偏心加载情况，然后缓缓加上一定的压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙，应确保试件不能扭动。(2)取抗弯拉极限荷载平均值的50％为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准，即F0.5，然后进行加卸荷载循环；(3)同上述(2)中的加卸荷载循环一样，共进行5次循环，取第五次循环的挠度值为准；(4)当最后一次加荷完毕，检查各测值无误后，立即卸掉千分表，继续以同样的加荷速度加荷至试件折断，记录极限荷载和折断位置，并计算抗弯拉强度值；步骤五：计算抗弯拉弹性模量根据上述步骤四的试验结果，由简支梁三分点加载的跨中挠度公式反推出聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量，其计算公式如公式(1)和(2)所示：公式(1)和(2)中，Ef为聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量，单位为：MPa；F0.5、F0分别为终荷载及初荷载，单位为：N；Δ0.5、Δ0分别为对应荷载为P0.5及P0时千分表的读数，单位为：mm；L为试件底部两个支座间距离，单位为：mm；J为试件断面转动惯量，单位为：mm4；h为试件的高度，单位为：mm；b为试件的宽度，单位为：mm。2.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验方法，其特征在于：所述步骤一中配合比PPS00-5和PPS06-5各成型4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李清富，王会娟，焦美菊，王娟，刘晨辉，张天航，郑元勋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41