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沥青混合料旋转压实和剪切性能试验仪说明书
时间：2015-09-11来源：泰鼎恒业浏览次数：
一、产品简介：
TD737-1型沥青混合料旋转压实和剪切性能试验机是沧州泰鼎恒业试验仪器有限公司按照中华人民共和国交通部标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0737-2011《沥青混合料旋转压实和剪切性能试验》规定的要求设计制造的。可以测定沥青混合料试件的密度、抗剪强度、剪应力、抗压模量、抗剪模量及旋转压实指数等。也可以采用GTM方法进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验与控制。根据混合料最大粒径选择不同的试模尺寸，一般直径为101.6mm、152.4mm、203.2mm三种，分别对应最大公称粒径≤26.5mm、37.5mm和63mm的沥青混合料。成型时一组试件的数量不得少于3个。
二、仪器配置
1、试验主机：TD737-1型沥青混合料旋转压实和剪切性能试验机:由计算机自动控制，具有对沥青混合料试件压实成型、参数测定等功能。仪器的主要部件如图T 0737-1所示。
技术参数：
旋转压实速度： 0～30转/分；
垂直压强： 0.2～1.25MPa；
初始机器角：0.5～2°；
上滚轮压强：0～500 KPa ；
控制温度： 室温～100℃ ；
2、主机配件：
1）标定块：标定高度传感器用的恒高度金属块，有12.7mm、101.6mm、152.4mm、203.2mm四种。
2）试模：由高碳钢或工具钢制成，根据沥青混合料最大粒径选择不同直径的试模。 一般沥青混合料宜选择101.6mm和152.4mm两种直径的试模，成型高度一般控制在高径比接近1:1。
2.3其他配套设备
1）TD701-10型沥青混合料拌和机或TD701-20型沥青混合料拌和机任选一台；
2）TD101-2A型鼓风干燥箱、TD101-4A型鼓风干燥箱各1台；
3）15Kg/5g电子天平1台；1Kg/0.1g电子天平1台；
4）TDWCR-300型插入式温度计一个：量程 0~300℃，分度值1℃；
5）试样托盘1个；
6）TDWYL-1型万用电炉1台；
7）拌和铲一个；
8）滤纸；
9）TDMB-1型试验室专用秒表1个。
三、试验准备
1、按照本试验规程T 0702的方法确定制作沥青混合料试件的拌和与压实温度2、常温沥青混合料的拌和及压实在常温下进行。
3、按本规程T 0701的方法在拌和厂或施工现场采取代表性的沥青混合料，如混合料温度符合要求，可直接用于成型。需要拌和时可倒入已加热的室内沥青混合料拌和机中适当拌和，时间不超过1min。不得在电炉或明火上加热炒拌。
4、在试验室人工配制沥青混合料时，试件的制作按下列步骤进行：
4.1将各种规格的矿料置105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重（一般不少于4~6h) 。
4.2将烘干分级的粗、细集料，按每个试件设计级配要求称其质量，在一金属盘中混合均匀，矿粉单独放人小盆里，然后置烘箱中加热至沥青拌和温度以上约15℃备用。一般按单个试件备料（每个油石比平行试验一般不少于3个试件）。
4.3将按本规程T 0601采取的沥青试样，用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度备用，但不得超过175℃。当不得已采用燃气炉或电炉直接加热进行脱水时,必须使用石棉垫隔开。
4.4用蘸有少许黄油的棉纱擦净试模、下压盘等置60℃左右烘箱中加热保温备用。常温沥青混合料用试模不加热。
5调试和设定设备参数:
5.1打开试验机的电源开关、液压柱油泵（或气泵）开关、加热套开关、控制计算机开关，并与试验机连接。
5.2根据路面荷载情况及沥青混合料所处的结构层位，确定混合料旋转压实过程中的垂直压力ρdes。
5.3设置试验机初始旋转角θ0。对于油压法宜为0.8°，采用气压法为2°。 也可以根据需要采用不同的初始旋转角。
5.4标定高度传感器。根据试模直径的不同，选择对应的金属标定块，标定高度传感器。设计压强不变时，一般不需要标定高度传感器。
5.5设定试验温度，并进行加热保温。标准试验温度为60℃。根据需要也可采 用其他温度，但应在报告中注明。
5.6选择试验的方式。GTM可以通过设定平衡状态、转数、试件高度及试件密度中的一种方式来控制试验过程。平衡状态是指GTM每旋转50次沥青混合料试件密度变化小于0.008g/cm3。试验时宜选择平衡状态为试验方式。
四、试验步骤
1．按照本规程T 0702的要求拌制沥青混合料。将拌和好的沥青混合料，均匀称取一个试件所需的混合料用量m(实际试件的用量需要根据混合料的类型确定）。成型试件的高度应达到试验所需高度±2.5mm的要求。2．从烘箱中取出预热的试模、下压盘,在下压盘上垫一张圆形的吸油性小的纸片(与试模直径相近），将沥青混合料迅速倒入试模内，整平表面。
3．用盛试模的托盘将试模在试验机的底座上放置好，操作试验机使压头与沥青混合料接触，然后上紧试模外套，紧固螺栓。
4．按照3.5的步骤与方法，确认试验的垂直压力、试验温度、试验方式等，点击控制程序开始按钮，然后打开GTM旋转开关，试验机开始运转，进行试验。
5．试验过程中，计算机将显示不同旋转压实次数对应的沥青混合料试件的密度、高度、轮压、应变、温度等的变化曲线，试件达到平衡状态后GTM自动停机。
6．如果不进行动态模量试验，设备将试验曲线及试验结果直接打印出来，试验结束；如果需要，则进行动态模量试验。打开试验机旋转开关，点击相应控制程序按钮，GTM试验机开始自动测定试件动态模量，测试完毕后GTM自动停机。打印试验结果。
4.7测定摩擦力
4.7.1 GTM试验结束后，提升压头，卸下试模。
4.7.2将试模固定在摩擦力测试装置上，将测力千斤顶置于试模底面，逐渐加力，观察测力计力值变化，记录达到峰值的力值即为试件与试模间的摩擦力F。
4.8根据需要脱模后的试件可按照本规程相关试验方法测定试件毛体积相对密度等参数。
五、试验结果
5.1按式(T 0737-1)计算不同旋转压实次数下的试件密度（体积法），取3位小数。式中：
——不同旋转压实次数下的试件密度（体积法）（g/cm³）；m——沥青混合料试件质量（g）；
hx——不同旋转压实次数下的试件高度（mm）；
d——试模的直径，为101.6mm或152.4mm。
5.2按式（T0737-2）或式（T0737-3）计算旋转压实指数(Gyratory Compactability In-de,简称GCI),取3位小数。
上述式中：GCI——旋转压实指数，旋转压实30次时的试件密度（或高度）与旋转压实60次时的试件密度（或高度）的比值，无量纲；
Ρx30—-旋转压实30次时的试件密度（体积法）（g/cm3);
Px60—-旋转压实60次时的试件密度（体积法）（g/cm3);
hx30——旋转压实30次时的试件高度（mm);
Hx60——旋转压实60次时的试件高度（mm)。
5.3按式（T 0737-4)计算旋转稳定指数（Gyratory Stability Index，简称GSI),取2位小数。
式中：GSI——旋转稳定指数，最大角应变θmax与最小角应变θi的比值；
θmax——旋转压实达到平衡状态时的最大角应变（即最大旋转角），可由试验系统自动测定或根据图T 0737-2不同旋转次数下的旋转角曲线图中得到最大角应变值，取2位小数（即旋转角曲线中最大宽度点处的对应角应变值；图 T 0737-2中，曲线最大宽度处的宽度为17.0，则θmax = 17.0/10 = 1.70°);
θi——旋转压实过程中最小角应变值（或最小旋转角），可由试验系统自动测定或根据图T0737-2不同旋转次数下的旋转角曲线图中得到最小角应变值，取2位小数（即旋转角曲线中最小宽度点处的角应变值;图T 0737-2中，曲线最大宽度处的宽度为10.2，则θi=10.2/10=1.02。）。
5.4按式(T 0737-5)计算旋转剪切强度SG，取2位小数。
式中SG——旋转剪切强度（MPa);
P——上滚轴的作用荷载(N);
L——荷载P的力臂（mm);
N——压头垂直作用在试件上的荷载（N);
A——试件的端面面积(mm2);
h——试件高度（mm);
a——摩擦力F的力臂（即0.637R，R试模的半径）（mm);
b——荷载N的力臂（即htanθ0）（mm);
F——试件与试模侧壁的摩擦力（N)。
5.5 按式（T 0737-6)计算沥青混合料抗剪强度因子（Gyratory Shear Factor ,简称 GSF)，取1位小数。
式中：GSF——沥青混合料抗剪强度因子，无量纲；
τmax——沥青混合料所处层位中最大剪切应力（MPa)。
6报告
6.1 GSI与GSF的结果处理:当一组测定值中某个测定值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。当试件数目n为3、4、5、6时，1值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。
6.2试验结果应报告垂直设计强度、试验温度、试件密度、旋转压实指数GCI、旋转稳定指数GSI、最大角应变值θmax最小角应变值θi.、旋转剪切强度SG、抗剪强度因子GSF等。
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