小梁弯曲作业指导书讲诉.docx
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小梁弯曲作业指导书讲诉
文件编号：
ZY01-059-2006
作业指导书
（沥青混合料弯曲试验）
编写：
日期：
审核：
日期：
批准：
日期：
受控状态：
持有者姓名：
分发号：
持有者部门：
江苏省交通科学研究院股份有限公司
目录
1．主标准、配套设备及开展项目………………………………………3
2．仪器设备操作规程……………………………………………………3
3．检测工作程序及样品处置………………………………………6
4．试验操作过程…………………………………………………………7
5．测量结果，数据处理规定……………………………………………11
6．测量不确定度报告……………………………………………………13
7．原始记录表格……………………………………………………16
1．试验主要设备及开展项目
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
车辙成型机
HLR-2
北京华联机电技术研究所
/
/
剪切试验机
/
美国Interlaken
30KN
0.001KN
微机沥青混合料材料性能试验系统
LMT-3
长沙亚星数控技术
公司
/
/
开展检测项目
项目名称
试验方法
方法来源
测量范围
允许误差范围
沥青混合料弯曲试验
T0715-1993
JTJ052-2000
/
/
2．仪器设备操作规程
2.1轮碾成型机
车辙成型机
2.2.1接通电源，电源指示灯发亮
电源指示灯
电源总开关
2.2.2打开温度仪开关，温度仪指示灯发亮
温度仪开关
温度仪指示灯
2.2.3调节温度控制仪旋钮至需要工作温度
2.2.4调节计数器至需要的压实次数
调节计数器调节温度控制仪
2.2.5抬起配重块，装上试样，对中，按动前进键，将配重移至左端
2.2.6开动轮压机
2.2.7轮压机自动停止工作后，按下后退键，将配重块移至右端，取下试样
开始按钮
卸载按钮（后退键）加载按钮（前进键）
2.2.8关闭温度仪开关
2.2.9切断电源，清理卫生
2.2剪切试验机（SST）
2.2.1接通电源
2.2.2打开温度控制箱启动按钮
2.2.3设定温度为-10℃，将预置好的小梁试
件放置在温度控制箱中保温3小时以上
2.2.4接通电脑电源设定温度-10℃
2.2.5进入试验控制程序界面
2.2.6点击HPS按钮启动液压伺服系统
2.2.7点击低压启动按钮
2.2.8点击高压启动按钮
2.2.9调节施加荷载的压头的位置
2.2.10将试件从温控箱中取出置于试验支座上
2.2.11设定试验所采集数据的存储位置
2.2.12设定压头的加载速率为50mm/min
2.2.13点击START按钮开始试验，观测试验曲线，当小梁试件破坏时锁定试验曲线，转换所采集数据为文本格式
2.2.14打开数据文件，记录初始位移，峰值荷载及破坏时的位移
2.2.15试验结束后取出破坏后的试件卸去高压及低压伺服，并关闭伺服系统，退出操作程序界面，关闭计算机
2.2.16设置温度控制箱温度到50℃，并打开贯通吹风循环系统使机器运行三小时，以使试验机保持干燥，无锈蚀
2.2.17关闭温度控制箱电源
2.2.18结束试验
2.3微机沥青混合料材料性能试验系统
微机沥青混合料材料性能试验系统
2.3.1装好试件
2.3.2将主机电源和数控采集仪的温控电源打开，设置好所需温度
2.3.3打开主机“制冷”开关，连接好1t的传感器
2.3.4装好试件，按“上升“或”“下降”健调整至压头位置
2.3.5根据电脑桌面软件打开小梁程序，位置传感器归0，按“运行”命令进行操作。
2.3.6试验结束，关闭电源
3．检测工作程序及样品处置
委托送样：
接样员判断样品是否接收→如可接收，接收样品并填写委托单→样品编号→样品区→下放通知单至主管处→主管根据计划下发通知单给试验员→试验员从待检样品区取样品→试验员进行试验检测（未进行完试验放入在检样品区）→试验检测完毕→填写仪器使用记录→对试验区卫生进行清理→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→由指定人员出具报告→报告审核、批准→报告盖章、发送。
4．试验操作过程
4.1试验准备
4.1.1设备有效性检查：
试验前先检查车辙成型及试验机是否在使用有效期范围内。
如果使用有效期在范围内，可继续进行试验；如果不在范围内，通知设备管理员进行设备检定。
成型机有效性标识
4.1.2仪器设备准备
（1）检查车辙成型及小梁试验机是否正常；
（2）调平天平：
将天平平放在操作台上，看水准气泡是否居中，如果不居中，调节天平下方的角螺旋，直至水准气泡居中为止；
（3）校核天平：
取一个砝码放置在已经清零的天平上，看天平显示的读数是否与砝码的质量一致，如果一致即可进入下一步试验，如果不一致要对天平进行校核。
校核方法为：
接通天平电源，按下校核按钮，将一套总质量为5000g的砝码迅速全部放上天平，待数据显示为5000g即可；
调平天平至水准气泡居中校核天平
（4）经检查，若试验主检设备能正常使用，在试验前将设备使用记录“使用前”一栏填写“正常”，若试验主检设备不能正常使用，填写设备维修单，通知设备管理员进行维修。
4.1.3试验辅助用品准备：
车辙试验过程中所需要的试验辅助用品如表3所示。
表3试验辅助用品表
试验用品名称
数量
用途
铁锹
1把
将集料样品拌匀
干净生铁盘
3个
装取集料样品
装混合料的生铁盘
3个
装取混合料样品
平铲
1把
用于铲料
铁铲
2把
称取集料、装混合料
标签
3个
标识样品
手套
2副
防止温度烫伤
工作服
1件
卫生用品
当进行试验时必须穿上工作服，将手套、标签、铁铲、平铲装入专用箱内带入试验室进行试验，试验完将以上工具放入工具箱带回放入员工办公室柜子内。
铁锹、托盘、生铁盘等从混合料样品区拿取。
4.1.4确定沥青混合料试件的拌和与压实温度；
4.1.5在拌和现场或施工现场采集沥青混合料试样（如混合料温度符合要求，可直接用于成型），如是生料需准备矿料和沥青，加热备用，常温沥青混合料的矿料不加热）；
4.1.6将金属试模置于100℃左右烘箱中加热1h备用。
常温沥青混合料用试模不加热；
4.1.7拌制沥青混合料，混合料及各种材料的数量由1块试件的体积按马歇尔标准击实密度乘以1.03的系数求算；
4.1.8成型机试验轮接地压强测定：
测定在60℃是进行，在试验台上放置一块50mm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700N荷载后试验轮静压复写纸，即可在方格纸上得出轮亚面积，并由此求得接地压强。
当压强不符合0.7±0.05MPa，荷载应与适当调整；
注意：
当直接在拌和厂取拌和好的沥青混合料样品制作试件检验生产配合比设计或混合料生产质量时，必须将混合料装入保温桶中，在温度下降至成型温度之前迅速送达实验室制作试件，如果温度稍有不足，可放在烘箱中稍事加热（时间不超过30mm）后使用，不得将混合料放冷却后二次加热重塑制作试件，重塑制作试件的试验结果仅供参考，不得用于评定配合比设计检验是否合格使用。
4.2试验步骤
4.2.1成型试件：
将预热的试模从烘箱内取出，装上试模框架，在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面及侧面均被纸格离，将拌和好的全部沥青混合料用小铲稍加拌和后均匀的沿试模由边至中按顺序转圈装入试模，中部要略高于四周，取下试模框架，用预热的小型击实锤有边至中转圈夯实一遍，整平成凸弧形，插入温度计，待混合料稍冷至压实温度，在表面铺一张裁好的普通纸，当碾压时先将碾压轮预热至100℃左右，然后，将盛有沥青混合料的试模置于轮碾平台上，轻轻放下碾压轮，启动轮碾机，先在一个方向碾压2个往返，卸荷，再抬起碾压轮，将试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密度100±1%为止。
试件正式压实前，应经试压，决定压实次数，一般12个往返左右可达要求，如试件厚度为100mm时，宜按先轻后重的原则分两层碾压，压实成型后，揭去表面的纸，用粉笔在试件表面表明碾压方向，将试件置试温下冷却，至少12小时，对聚合物改性沥青，宜放置48小时。
在试模中铺上纸混合料拌均匀
测定混合料温度混合料由边至中装入试模
装完表面成凸弧形并铺一层纸碾压
4.2.2切割试件：
按试验尺寸，在轮碾成型的拌块状时间表面规划切割试件的数目，但边缘20mm部分不得使用，切割顺序，首先在与轮碾法成型的垂直的方向，沿A-A切割第一刀作为基准面，在垂直的B-B方向切割第2刀，精确量取试件长度后切割C-C，使A-A及C-C切下的部分大至相等。
仔细量取试件切割位置，按图3顺序碾压方向（B-B方向）切割试件，使试件尺寸符合长250mm±2mm、宽30mm±2mm、高35±2mm的要求，锯下的试件应按顺序放在平玻璃上排列整齐，然后再切割试件的底面及表面，将切好的试件立即编号，供弯曲试验用的试件应用胶布贴上标记。
将完全切割好的试件放在玻璃板上，试件之间留有10mm以上的间隙，试件下垫一层滤纸，并经常挪动位置，使其完全风干。
需急用时，用电风扇吹干，每隔1h-2h，挪动试件一次，让试件加速风干，风干时间不小于24h。
4.2.3试验（SST）：
把试件置于15℃±0.5℃恒温箱中3h以上（评价沥青混合料低温性能采用温度为-10℃±0.5℃），使试件内部温度达到要求的试验温度±0.5℃，保温时将试件放在支起的平板玻璃上，使试件之间的距离应不小于10mm。
将试验机梁式试件支座准确安放好，测定支点间距为200mm0.5mm，使上压头与下压头保持平行，并两侧等距离，然后将位置固定住。
启动计算机进入弯曲测定程序，打开hps,启动低压和高压按钮，将试件从恒温箱中取出，立即对称安放在支座上，试件上下方向应与试件成型时方向一致，输入编号后按开始按钮，进行弯曲试验和数据采集，采集到数据后进行记录，试验完成后进行卸载，设置温度到40℃，使机器运行三小时，然后关掉试验机，切断电源。
4.2.4试验（微机沥青混合料材料性能试验系统）：
把试件置于15℃±0.5℃恒温箱中3h以上（评价沥青混合料低温性能采用温度为-10℃±0.5℃），使试件内部温度达到要求的试验温度±0.5℃，保温时将试件放在支起的平板玻璃上，使试件之间的距离应不小于10mm。
将试验机梁式试件支座准确安放好，测定支点间距为200mm0.5mm，安装调整好位移传感器，将试件放置在固定的架子上，打开小梁试验操作系统，选择1t的传感器，设置好运行速度50mm/min，清零并按“运行”健，仪器自动记录和保存数据，试验结束关闭电源。
安装位移传感器进行试验
5．数据处理
5.1计算公式：
按式
（1）、
（2）及（3）计算试件破坏时的抗弯拉强度RB、破坏时的梁底最大弯拉应变B及破坏时的弯曲劲度模量SB。
（1）
（2）
（3）
式中：
RB──试件破坏时的抗弯拉强度，MPa；
B──试件破坏时的最大弯拉应变；
SB──试件破坏时的弯曲劲度模量，MPa；
b──跨中断面试件的宽度，mm；
h──跨中断面试件的高度，mm；
L──试件的跨径，mm；
PB──试件破坏时的最大荷载，N；
d──试件破坏时的跨中找度，mm。
注：
计算时小梁的自重影响略去不计，故本方法不适用于试验温度高于30℃的情况。
5.2精确度和允许误差
当一组测定值中某个数据与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。
当试验数目n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。
5.3有效数字
5.3.1（末）的概念：
所谓（末）指的是任何一个数最末一位数字对应的单位量值。
5.3.2有效数字：
任何一个数通过位数截取都可得到一个近似数，该近似数的绝对误差的模小于0.5（末）时，从左边第一个非零数字算起，直到最末尾为止的所有数字。
5.4近似数运算：
5.4.1加、减运算：
参加加减运算时以各数中（末）最大的数为准，其余的数均比它多保留一位，多余位数舍去。
计算结果的（末）应与参与运算的数中（末）最大的那个数相同。
若计算尚需参与下一步运算，则可多保留一位。
例如：
18.3
+1.4546
+0.876
=18.3
+1.45
+0.88
=20.63
≈20.6
如是最后计算结果，取20.6
若尚需参与下一步运算，取20.63
5.4.2乘、除运算
参与数的乘除运算时，以有效数字最少的数为准，其余的数均较之多保留一位，。
运算结果（积或商）的有效数字位数，应与参与运算的数中有效数字位数最少的那个数相同。
若计算结果尚需参与下一步运算，则有效数字可多取一位。
例如：
1.1m×0.3268m×0.10300m
=1.1m×0.327m×0.103m
=0.0370m2≈0.037m2
运算结果为0.037m2。
若需参与下一步运算，则取0.0370m2。
5.4.3数字修约
确定数字的修约间隔k（1、2、5）和有效数字位数后按下列方法进行：
修约间隔整数倍数的一系列（修约数的上一个至下一个即可）数中，最接近拟修约数的数则为修约数。
如1.150001按0.1修约间隔（0.1表明k=1，及1位小数），相临修约数有：
1.2、1.1，两数中1.2最接近1.150001,故1.2为修约数；
如果修约间隔整数倍数的一系列数中，有连续两个数同等地接近拟修约数，则两个数中只有为修约间隔偶数倍的数才是修约数。
6．测量不确定度的报告
6.1建立数学模型
依据JTJ052-2000«公路工程沥青和沥青混合料试验规程»建立数学模型
式中：
RB──试件破坏时的抗弯拉强度，MPa；
b──跨中断面试件的宽度，mm；
h──跨中断面试件的高度，mm；
L──试件的跨径，mm；
PB──试件破坏时的最大荷载，N；
d──试件破坏时的跨中挠度，mm。
SB──试件破坏时的弯曲劲度模量，MPa；
6.2测量最佳值
PB1=1092.3N；PB2=1135.3N；PB3=1294.0N；PB4=1241.9N；PB5=1159.7N； PB6=1241.9NP平均=1194.2N
d1=0.415mmd2=0.4395mmd3=0.2929mmd4=0.4394mmd5=0.4685mm
d6=0.3418mmd平均=0.3418mm
b1=30.5mm;b2=30.4mm;b3=30.5mm;b4=30.6mm;b5=30.1mm;b6=30.2mm;b=30.4mm
h1=35.1mm;h2=35.2mm;h3=35.3mm;h4=35.3mm;h5=35.4mm;h6=35.7mm;h平均=35.3mm
L1=200.5mm;L2=200.8mm;L3=200.9mm;L4=200.5mm;L5=200.4mm;L6=200.6mm;L平均=200.6mm
则：
SB=5272Mpa
6.3方差与灵敏系数
6.3.1方差：
根据前面已建立的数学模型得
uC2（SB）=（∂SB/∂P）2u2（P）+（∂SB/∂d）2u2（d）+（∂SB/∂b）2u2（b）+（∂SB/∂h）2u2（h）+（∂SB/∂L）2u2（L）
6.3.2灵敏系数：
Ci=∂f/∂xi
即：
C1=C（P）=（∂SB/∂P）=4.415
C2=C（d）=∂SB/∂d=-15424
C3=C（b）=∂SB/∂b=-173.4
C4=C（h）=∂SB/∂h=-448
C5=C（L）=∂SB/∂L=78.843
6.4标准不确定度的计算
6.4.1试验机荷载读数PB的标准不确定度u（PB）
u（PB）=（bmax-bmin）/2k=43.1
试验机精确度为±0.0001
均匀分布,包含因子k=31/2
则：
u（P0）=0.00006
6.4.2被测试件截面边长b的标准不确定度u（b）
u（b）=（bmax-bmin）/2k=0.144
6.4.3被测试件截面边长h的标准不确定度u（b）
u（h）=（hmax-hmin）/2k=0.173
6.4.4被测试件截面边长L的标准不确定度u（L）
u（L）=（Lmax-Lmin）/2k=0.144
6.4.5被测试件截面边长d的标准不确定度u（d）
u（d）=（dmax-dmin）/2k=0.0365
6.5合成不确定度uC（y）
uC2（y）=（∂SB/∂Pb）2u2（Pb）+（∂SB/∂d）2u2（d）+（∂SB/∂b）2u2（b）+（∂SB/∂h）2u2（h）+（∂SB/∂L）2u2（L）+（∂SB/∂Po）2u2（Po）
得：
uC（y）=±299
6.6扩展不确定度UC（y）
u=K×UC（y）=598
6.7不确定度报告
y=¯y±U=5272±598（MPa）
沥青混合料小梁弯曲试验记录表
编号：
ZY01-059-2006序号：
任务单号:
样品编号：
环境条件：
样品名称:
规格型号:
样品状态:
仪器设备名称、型号及编号：
试验方法:
T0715-1993
混合料类型
编号
干重
（g）
水中重
（g）
表干重
（g）
毛体积相对密度
最大理论相对密度
空隙率（%）
试验温度（℃）
试件的跨径（mm）
跨中断面试件的宽度（mm）
跨中断面试件的高度（mm）
试件破坏时的最大荷载（kN）
初始位置（mm）
最终位置（mm）
试件破坏时的跨中挠度（mm）
抗弯拉强度（MPa）
弯曲劲度模量（MPa）
试件破坏时的最大弯拉应变（με）
1
2
3
4
5
6
平均值
/
/
标准差×K值
试验：
复核：
日期：
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