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1、公路工程试验检测技术基础知识_沥青混合料车辙试验Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一一.试验目的试验目的（1 1）测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供混测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供混测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供混测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供混合料配合比设计时进行高温稳定性检验使用。合料配合比设计时进行高温稳定性检验使用。合料配合比设计时进行高温稳定性检验使用。合料配合比设计时进行高温稳定性检验使用。（2 2）辅助性检验沥青混合料的配合比设计。辅助性检验沥
2、青混合料的配合比设计。辅助性检验沥青混合料的配合比设计。辅助性检验沥青混合料的配合比设计。 二二.仪具与材料仪具与材料1.CZ-4.CZ-4型车辙试样成型仪型车辙试样成型仪型车辙试样成型仪型车辙试样成型仪1 1）用途：主要用于车辙试验时，对沥青混合料式样）用途：主要用于车辙试验时，对沥青混合料式样）用途：主要用于车辙试验时，对沥青混合料式样）用途：主要用于车辙试验时，对沥青混合料式样做碾压成型。做碾压成型。做碾压成型。做碾压成型。 适用于沥青混合料其他物理力学性能适用于沥青混合料其他物理力学性能适用于沥青混合料其他物理力学性能适用于沥青混合料其他物理力学性能实验的轮碾法式样制作。实验的轮碾法式
3、样制作。实验的轮碾法式样制作。实验的轮碾法式样制作。2）主要技术指标主要技术指标碾压轮：碾压轮：半径半径500mm宽宽300mm碾压轮温度范围：碾压轮温度范围：（可任意设定）室温可任意设定）室温200摄氏度摄氏度承载车走行速度：承载车走行速度：6次往返次往返/分分承载车走行距离：承载车走行距离：300mm承载车走行次数：承载车走行次数：0999次（任意设定）次（任意设定）碾压轮压力范围：碾压轮压力范围：012KN碾压轮线压力（轮宽碾压轮线压力（轮宽300mm，正压应力为，正压应力为9KN）：）：300N/cm试样模型尺寸：试样模型尺寸：300*300*50cm3整机轮廓尺寸：整机轮廓尺寸：20
4、0cm（长）（长）*63cm（宽）（宽）*136cm（高）（高）整机重量：整机重量：1.2吨吨2.2.车辙试验机车辙试验机车辙试验机车辙试验机2.2.车辙试验机车辙试验机车辙试验机车辙试验机主要由下列部分组成：主要由下列部分组成：（1）试件台试件台可牢固地安装两可牢固地安装两种宽度（种宽度（300mm和和150mm）的规定尺）的规定尺寸试件的试模。寸试件的试模。（2）试验轮试验轮橡胶制的实心轮胎。外径橡胶制的实心轮胎。外径200mm，轮宽，轮宽50mm，橡胶层厚，橡胶层厚15mm。橡胶硬度（国际标准硬度）。橡胶硬度（国际标准硬度）20时为时为844；60时为时为782，试验轮行走距离为，试验轮
5、行走距离为230mm10mm，往返碾压速度为，往返碾压速度为42次次min1次次min（21次往返次往返min），允许采用曲柄连杆驱动试），允许采用曲柄连杆驱动试验台运动（试验轮不动）的任一种方式。验台运动（试验轮不动）的任一种方式。（3）加载装置加载装置使试验轮与试件的接触压强在使试验轮与试件的接触压强在60时为时为0.7MPa0.05MPa，施加的总荷载为，施加的总荷载为78Kg左右，根左右，根据需要可以调整。据需要可以调整。（4）试模：钢板制成，由底板及侧板组成，试模内侧尺寸长为300mm，宽为300mm，厚为50mm。（5）变形测量装置变形测量装置自动检测车辙变形并记录曲线的装置，通常
6、用自动检测车辙变形并记录曲线的装置，通常用LVDT、电测百分表或非接触位移计。、电测百分表或非接触位移计。（6）温度检测装置温度检测装置自动检测并记录试件表面及恒温室内温度的温度自动检测并记录试件表面及恒温室内温度的温度传感器、温度计（精密度传感器、温度计（精密度0.5）。）。3.3.恒温室恒温室恒温室恒温室 车车车车辙辙辙辙试试试试验验验验机机机机必必必必须须须须整整整整机机机机安安安安放放放放在在在在恒恒恒恒温温温温室室室室内内内内，装装装装有有有有加加加加热热热热器器器器、气气气气流流流流循循循循环环环环装装装装置置置置及及及及装装装装有有有有自自自自动动动动温温温温度度度度控控控控制制
7、制制设设设设备备备备，能能能能 保保保保 持持持持 恒恒恒恒 温温温温 室室室室 温温温温 度度度度 606011（ 试试试试 件件件件 内内内内 部部部部 温温温温 度度度度60600.50.5），根根根根据据据据需需需需要要要要亦亦亦亦可可可可为为为为其其其其他他他他需需需需要要要要的的的的温温温温度度度度。用用用用于于于于保保保保温温温温试试试试件件件件并并并并进进进进行行行行检检检检验验验验。温温温温度度度度应应应应能能能能自自自自动动动动连连连连续续续续记记记记录。录。录。录。三三.试件的制作方法试件的制作方法1.1.按实验十二马歇尔稳定度试件成型方法，确定沥青按实验十二马歇尔稳定度
8、试件成型方法，确定沥青按实验十二马歇尔稳定度试件成型方法，确定沥青按实验十二马歇尔稳定度试件成型方法，确定沥青混合料的拌合温度和压实温度。混合料的拌合温度和压实温度。混合料的拌合温度和压实温度。混合料的拌合温度和压实温度。2.2.将金属试模及小型击实锤等置于约将金属试模及小型击实锤等置于约将金属试模及小型击实锤等置于约将金属试模及小型击实锤等置于约100100摄氏度的烘摄氏度的烘摄氏度的烘摄氏度的烘箱中加热箱中加热箱中加热箱中加热1 1小时备用。小时备用。小时备用。小时备用。3.3.称出制作一块试件所需的各种材料的用量。称出制作一块试件所需的各种材料的用量。称出制作一块试件所需的各种材料的用量
9、。称出制作一块试件所需的各种材料的用量。先按试件体积（先按试件体积（先按试件体积（先按试件体积（V V）乘以马歇尔稳定度击实密）乘以马歇尔稳定度击实密）乘以马歇尔稳定度击实密）乘以马歇尔稳定度击实密度，再乘以系数度，再乘以系数度，再乘以系数度，再乘以系数1.031.03，即得材料总用量，再按配合比，即得材料总用量，再按配合比，即得材料总用量，再按配合比，即得材料总用量，再按配合比计算出各种材料用量。分别将各种材料放入烘箱中预计算出各种材料用量。分别将各种材料放入烘箱中预计算出各种材料用量。分别将各种材料放入烘箱中预计算出各种材料用量。分别将各种材料放入烘箱中预热备用。热备用。热备用。热备用。（
10、1 1）将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，）将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，）将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，）将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面及侧面均被在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面及侧面均被在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面及侧面均被在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面及侧面均被纸隔离，将拌合好的全部沥青混合料用小铲稍加拌纸隔离，将拌合好的全部沥青混合料用小铲稍加拌纸隔离，将拌合好的全部沥青混合料用小铲稍加拌纸隔离，将拌合好的全部沥青混合料用小铲稍加拌匀后均匀地沿试模由边至中按顺序装入试模，中部匀后均匀地沿试模由边至中按顺序
11、装入试模，中部匀后均匀地沿试模由边至中按顺序装入试模，中部匀后均匀地沿试模由边至中按顺序装入试模，中部要略高与四周。要略高与四周。要略高与四周。要略高与四周。（2 2）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边至中压实一遍，整平成凸圆弧形。至中压实一遍，整平成凸圆弧形。至中压实一遍，整平成凸圆弧形。至中压实一遍，整平成凸圆弧形。（3 3）插入温度计，待混合料冷却至规定的压实）插入温度计，待混合料冷却至规定的压实）插入温度计，待混合料冷却至规定的压实）插入温度计，待混合料冷却至规定的压实温
12、度时，在表面铺一张裁好尺寸的普通纸。温度时，在表面铺一张裁好尺寸的普通纸。温度时，在表面铺一张裁好尺寸的普通纸。温度时，在表面铺一张裁好尺寸的普通纸。（4 4）当用轮碾机碾压时，宜先将碾压轮预热至）当用轮碾机碾压时，宜先将碾压轮预热至）当用轮碾机碾压时，宜先将碾压轮预热至）当用轮碾机碾压时，宜先将碾压轮预热至100100摄氏度左右（如不加热，应铺牛皮纸），然后摄氏度左右（如不加热，应铺牛皮纸），然后摄氏度左右（如不加热，应铺牛皮纸），然后摄氏度左右（如不加热，应铺牛皮纸），然后将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻将盛有沥青混合料的试模置于轮碾
13、机的平台上，轻将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮，调整总荷载为轻放下碾压轮，调整总荷载为轻放下碾压轮，调整总荷载为轻放下碾压轮，调整总荷载为9KN9KN（线荷载为（线荷载为（线荷载为（线荷载为300N/CM300N/CM）。）。）。）。（5 5）启动轮碾机，先在一个方向碾压）启动轮碾机，先在一个方向碾压）启动轮碾机，先在一个方向碾压）启动轮碾机，先在一个方向碾压2 2个往返（个往返（个往返（个往返（4 4次），卸载，再抬起碾压轮，将试件掉转方向，再加次），卸载，再抬起碾压轮，将试件掉转方向，再加次），卸载，再抬起碾压轮，将试件掉转方向，再加次），卸载，再抬起碾压轮，将试件
14、掉转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度相同荷载碾压至马歇尔标准密实度相同荷载碾压至马歇尔标准密实度相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100100加减加减加减加减1%1%为止。为止。为止。为止。试件正式压实前，应经试压，决定碾压次数，一般试件正式压实前，应经试压，决定碾压次数，一般试件正式压实前，应经试压，决定碾压次数，一般试件正式压实前，应经试压，决定碾压次数，一般1212个往返（个往返（个往返（个往返（2424次）左右可达要求。如试件厚度大于次）左右可达要求。如试件厚度大于次）左右可达要求。如试件厚度大于次）左右可达要求。如试件厚度大于100mm100mm时须分层压实。时须分层压实。时须分
15、层压实。时须分层压实。（6 6）当用手动碾碾压时，先用空碾碾压，然后逐）当用手动碾碾压时，先用空碾碾压，然后逐）当用手动碾碾压时，先用空碾碾压，然后逐）当用手动碾碾压时，先用空碾碾压，然后逐渐增加砝码荷载，直至将渐增加砝码荷载，直至将渐增加砝码荷载，直至将渐增加砝码荷载，直至将5 5个砝码全部加上，进行个砝码全部加上，进行个砝码全部加上，进行个砝码全部加上，进行压实。至马歇尔标准密实度压实。至马歇尔标准密实度压实。至马歇尔标准密实度压实。至马歇尔标准密实度100100加减加减加减加减1%1%为止。碾压为止。碾压为止。碾压为止。碾压方法及次数应由试压决定，并压至无轮迹为止。方法及次数应由试压决定
16、，并压至无轮迹为止。方法及次数应由试压决定，并压至无轮迹为止。方法及次数应由试压决定，并压至无轮迹为止。（7 7）压实成型后，揭去表面的纸。用粉笔在表面）压实成型后，揭去表面的纸。用粉笔在表面）压实成型后，揭去表面的纸。用粉笔在表面）压实成型后，揭去表面的纸。用粉笔在表面上标明碾压方向。上标明碾压方向。上标明碾压方向。上标明碾压方向。（8 8）盛有压实试件的试模，在室温下冷却，至少）盛有压实试件的试模，在室温下冷却，至少）盛有压实试件的试模，在室温下冷却，至少）盛有压实试件的试模，在室温下冷却，至少1212小时后方可脱模。小时后方可脱模。小时后方可脱模。小时后方可脱模。 四四.试验步骤试验步骤
17、1.1.测定试验轮接地压强测定试验轮接地压强测定试验轮接地压强测定试验轮接地压强测定在测定在测定在测定在6060时进行，在试验台上放置一块时进行，在试验台上放置一块时进行，在试验台上放置一块时进行，在试验台上放置一块50mm50mm厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新的复写纸，以规定的的复写纸，以规定的的复写纸，以规定的的复写纸，以规定的700N700N荷载后试验轮静压复写荷载后试验轮静压复写荷载后试验轮静压复写荷载后试验轮静压复写纸，即可在方格纸上得出轮压面积，
18、由此求出接纸，即可在方格纸上得出轮压面积，由此求出接纸，即可在方格纸上得出轮压面积，由此求出接纸，即可在方格纸上得出轮压面积，由此求出接地压强，应符合地压强，应符合地压强，应符合地压强，应符合0.7MPa0.05MPa0.7MPa0.05MPa，如不符合，如不符合，如不符合，如不符合，应适当调整荷载。应适当调整荷载。应适当调整荷载。应适当调整荷载。2.2.按轮碾法成型试件后，连同试模一起在常温条按轮碾法成型试件后，连同试模一起在常温条按轮碾法成型试件后，连同试模一起在常温条按轮碾法成型试件后，连同试模一起在常温条件下放置时间不得少于件下放置时间不得少于件下放置时间不得少于件下放置时间不得少于1
19、2h12h。对聚合物改性沥青，。对聚合物改性沥青，。对聚合物改性沥青，。对聚合物改性沥青，以以以以48h48h为宜。为宜。为宜。为宜。试件的标准尺寸为试件的标准尺寸为试件的标准尺寸为试件的标准尺寸为300mm300mm50mm300mm300mm50mm，也，也，也，也可从路面切割得到可从路面切割得到可从路面切割得到可从路面切割得到300mm150mm50mm300mm150mm50mm的试件。的试件。的试件。的试件。3.3.将试件连同试模，置于达到试验温度将试件连同试模，置于达到试验温度将试件连同试模，置于达到试验温度将试件连同试模，置于达到试验温度606011的恒温室中，保温不少于的恒温室
20、中，保温不少于的恒温室中，保温不少于的恒温室中，保温不少于5h5h，也不多于，也不多于，也不多于，也不多于24h24h，在试，在试，在试，在试件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度计，控制试件温度稳定在计，控制试件温度稳定在计，控制试件温度稳定在计，控制试件温度稳定在60600.50.5。4.4.将试件连同试模移置车辙试验机的试验台上，试将试件连同试模移置车辙试验机的试验台上，试将试件连同试模移置车辙试验机的试验台上，试将试件连同试模移置车辙试验机的试验台上
21、，试验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然后启动试方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然后启动试方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然后启动试方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然后启动试验机，使试验轮往返行走，时间约验机，使试验轮往返行走，时间约验机，使试验轮往返行走，时间约验机，使试验轮往返行走，时间约1h1h，或最大变形，或最大变形，或最大变形，或最大变形达到达到达到达到25mm25mm为止。试验时，记录仪自动记录变形曲为
22、止。试验时，记录仪自动记录变形曲为止。试验时，记录仪自动记录变形曲为止。试验时，记录仪自动记录变形曲线及试件温度。线及试件温度。线及试件温度。线及试件温度。五五.沥青混合料车辙试验记录表沥青混合料车辙试验记录表六六.计算结果计算结果（1 1）从车辙试验图上读取）从车辙试验图上读取）从车辙试验图上读取）从车辙试验图上读取45min45min（t1t1）及）及）及）及60min60min（t2t2）时的车辙变形）时的车辙变形）时的车辙变形）时的车辙变形d1d1及及及及d2d2，精确至，精确至，精确至，精确至0.01mm0.01mm。如变形过大，在未到如变形过大，在未到如变形过大，在未到如变形过大，
23、在未到60min60min变形已达变形已达变形已达变形已达25mm25mm时，时，时，时，则以达到则以达到则以达到则以达到25mm(d2)25mm(d2)时的时间为时的时间为时的时间为时的时间为t2t2，将其前，将其前，将其前，将其前15min15min为为为为t1t1，此时的变形量为，此时的变形量为，此时的变形量为，此时的变形量为d1d1。六六.计算结果计算结果（2 2）沥青混合料试件的动稳定度按下式计算：）沥青混合料试件的动稳定度按下式计算：）沥青混合料试件的动稳定度按下式计算：）沥青混合料试件的动稳定度按下式计算：DS=DS=（t2-t1t2-t1）* *42*c1*c2/(d2-d1)
24、42*c1*c2/(d2-d1)试中：试中：试中：试中：DSDS沥青混合料的动稳定度（次沥青混合料的动稳定度（次沥青混合料的动稳定度（次沥青混合料的动稳定度（次/mm/mm）；）；）；）；d1d1时间时间时间时间t1t1（一般为（一般为（一般为（一般为45min45min）的变形量（）的变形量（）的变形量（）的变形量（mmmm）；）；）；）；d2d2时间时间时间时间t2t2（一般为（一般为（一般为（一般为60min60min）的变形量（）的变形量（）的变形量（）的变形量（mmmm）；）；）；）；4242试验轮每分种行走次数（次试验轮每分种行走次数（次试验轮每分种行走次数（次试验轮每分种行走次数
25、（次/min/min）；）；）；）；c1c1试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为速行走方式为速行走方式为速行走方式为1.01.0，链驱动试验轮的等速方式为，链驱动试验轮的等速方式为，链驱动试验轮的等速方式为，链驱动试验轮的等速方式为1.51.5；c2c2试件系数，试验室制备的宽试件系数，试验室制备的宽试件系数，试验室制备的宽试件系数，试验室制备的宽300mm300mm的试件为的试件为的试件为的试件为1.01.0，从路面切割的宽，从路面切割的宽，从路面切割的宽，
26、从路面切割的宽150mm150mm的试件为的试件为的试件为的试件为0.80.8七七.试验报告试验报告 同同同同一一一一沥沥沥沥青青青青混混混混合合合合料料料料或或或或同同同同一一一一路路路路段段段段的的的的路路路路面面面面，至至至至少少少少平平平平行行行行试试试试验验验验三三三三个个个个试试试试件件件件，当当当当三三三三个个个个试试试试件件件件动动动动稳稳稳稳定定定定度度度度变变变变异异异异系系系系数数数数小小小小与与与与20%20%时，取其平均值作为试验结果。时，取其平均值作为试验结果。时，取其平均值作为试验结果。时，取其平均值作为试验结果。 变变变变异异异异系系系系数数数数大大大大于于于于20%20%时时时时应应应应分分分分析析析析其其其其原原原原因因因因，并并并并追追追追加加加加试试试试验验验验 。 如如如如 动动动动 稳稳稳稳 定定定定 度度度度 值值值值 大大大大 于于于于 60006000次次次次 /mm/mm时时时时 ， 记记记记 作作作作60006000次次次次/mm./mm.
