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无机结合料稳定材料的间接抗拉强度检测

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发布时间：2025-07-15 04:08:54 更新时间：2025-07-14 04:08:54

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

无机结合料稳定材料间接抗拉强度检测概述

无机结合料稳定材料（如水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定土等）是道路工程中广泛应用的基层和底基层材料。其间接抗拉强度（劈裂强度）是评价材料抗开裂能力的关键力学指标，直接关系到路面结构的耐久性和抗反射裂缝性能。相较于直接抗拉试验，劈裂试验操作简便、试件制备容易、结果离散性小，因此被国内外标准普遍采纳为检验无机结合料稳定材料拉伸性能的核心方法。该试验通过圆柱体试件在径向压缩荷载下产生的内部拉应力来模拟材料在实际受力状态下的抗拉能力，为工程质量控制、配合比设计和结构验算提供重要依据。

检测项目

核心检测项目为无机结合料稳定材料的间接抗拉强度（劈裂强度），通常以劈裂抗拉强度值（R_i）表示，单位为兆帕（MPa）。试验通常在材料养生至规定龄期（如7天、28天、90天）后在标准温湿度条件下进行。部分研究或规范可能同时要求记录试件的破坏形态、荷载-变形曲线或计算弹性模量等衍生参数。

检测仪器

进行间接抗拉强度检测需配备以下关键仪器设备：

压力试验机：具有连续、平稳加载功能，量程满足试件预估破坏荷载要求（一般为量程的20%-80%），加载速率可精确控制（通常为1mm/min）。
劈裂试验夹具（压条）：包括上、下两根圆弧形钢制垫条。垫条圆弧半径应与试件直径匹配（通常对应φ150mm或φ100mm标准试件），截面为矩形，宽度符合规范要求（如JTG E51-2009规定为12.7mm）。垫条应具有足够的刚度和硬度，确保荷载均匀分布。
试模：用于制备符合规范尺寸（常见为直径×高=150mm×150mm或100mm×100mm）的圆柱体试件。
养护设备：恒温恒湿养护箱或养护室，确保试件在规定温度（如20±2°C）和湿度（≥95%）条件下养生。
测量工具：游标卡尺（精度0.1mm），用于精确测量试件直径和高度。
其他辅助工具：刮刀、捣棒、电子秤、垫木等试件制备和搬运工具。

检测方法（劈裂试验步骤）

标准化的间接抗拉强度检测（劈裂试验）遵循以下主要步骤：

试件制备与养护：按目标配合比和最大干密度制备圆柱体试件，成型方法可选用静压法或振动法。试件脱模后称重、量测尺寸，放入恒温恒湿环境养护至规定龄期。试验前需使试件达到饱和面干状态或规定含水状态。
安装试件：将养护好的试件横置（轴线水平）于压力试验机下承压板中心。在试件顶面和底面沿直径方向平行放置弧形垫条，确保垫条与试件紧密接触且中心线对齐。
施加荷载：启动试验机，以恒定加载速率（通常1mm/min）对试件施加径向压缩荷载。加载过程应连续、均匀、无冲击。
记录破坏荷载：当试件出现裂缝并迅速扩展至破坏时，记录压力机显示的最大荷载值（P，单位N）。
计算劈裂强度：按下式计算间接抗拉强度R_i：
R_i = (2P) / (π * d * h)

式中：
- R_i — 劈裂强度，MPa；
- P — 试件破坏时最大荷载，N；
- d — 试件直径，mm；
- h — 试件高度，mm。
试验数量与数据处理：同一配合比、同批材料应制备不少于规定数量（通常≥6个）的平行试件。剔除异常值后，取算术平均值作为该组试件的间接抗拉强度代表值。

检测标准

无机结合料稳定材料间接抗拉强度检测必须严格遵循相关国家或行业技术标准，确保结果的准确性和可比性。主要参考标准包括：

中国：《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）中的“T 0806-1994 无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法”中包含了劈裂试验的详细规定（注：T 0806虽名称为抗压，但其附录明确规定了劈裂试验方法，实际工程中普遍采用此方法）。
国际/美国：
- ASTM D6931-17: Standard Test Method for Indirect Tensile (IDT) Strength of Bituminous Mixtures. (虽然主要针对沥青混合料，但其核心方法原理对无机结合料有重要参考价值，部分研究或规范会借鉴)。
- AASHTO T 283: Resistance of Compacted Asphalt Mixtures to Moisture-Induced Damage. (包含间接拉伸强度比的测试，方法有相关性)。
其他：特定工程项目或研究机构也可能参考地方标准、企业标准或国际通用的力学试验标准（如ISO相关标准）中的劈裂试验条款。

核心要求一致性：无论参照哪个标准，核心要求通常一致：试件尺寸、垫条规格、加载速率（1mm/min）、试件状态（饱和面干）、试验温度（室温）、结果计算公示。

结语

规范、准确地执行无机结合料稳定材料的间接抗拉强度（劈裂强度）检测，是保障道路基层/底基层材料质量、预测结构抗裂性能和进行科学配比设计的基础。严格依照标准选用合格的仪器设备、精确控制试验条件（特别是加载速率和试件状态）、遵循标准化的操作步骤并应用正确的计算公式，是获取真实可靠劈裂强度数据的关键。这些数据对于道路工程的设计、施工质量控制及长期性能评估具有不可替代的作用。