
JTG 3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 2025年6月13日发布,2025年10月1日实施。替代JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。JTG 3410-2025适用于各等级公路工程中沥青及沥青混合料的试验。修订后的规程由35章构成,主要内容包括沥青试验和沥青混合料试验,共计130项试验方法,其中增补47项,修改50项,删除16项。
动态模量是表征沥青混合料粘弹性性能的关键指标。它反映了材料在不同温度、不同荷载频率(或车速)下抵抗变形的能力。T 0742 沥青混合料动态模量试验(劈裂法)是沥青路面设计与性能评价中的核心试验方法,用于测定沥青混合料在动态荷载下的力学性能。其适配性广范、操作便捷,填补了传统动态模量测试方法在圆柱形试件检测场景的空白。该方法通过模拟路面实际服役过程中的交变荷载作用,采用劈裂加载方式精准测定沥青混合料的动态模量与相位角,为路面结构设计优化、混合料配合比筛选及长期服役性能预判提供关键数据,为基于性能的路面设计和材料评价提供了至关重要的力学参数,是沥青混合料力学性能评价体系的重要补充,是现代沥青路面技术从“经验”走向“力学”的关键支撑。
T 0742-2025 沥青混合料动态模量试验 (劈裂法)
1 目的与适用范围
1.1 本方法适用于劈裂法测定沥青混合料动态模量和相位角。
1.2 本方法也适用于建立一定试验温度和频率范围内的动态模量主曲线。
1.3 动态模量的标准试验温度为20℃,频率为10Hz或5Hz。
2 仪具与材料
2.1 劈裂拉伸动态测试仪:结构示意图如图 T 0742-1 和图 T 0742-2 所示,包括加载装置、环境箱和数据采集系统等。

2.1.1 加载装置:加载装置可采用气动、电动或液压式,能施加正弦波形荷载,加载频率可满足 5~10Hz,加载量程≥20kN。若测定大试件或测定动态模量的主曲线,加载频率可满足 0.1~10Hz,加载量程≥50kN。在10Hz条件下,加载装置加载杆zui大变形行程可达±0.25mm。
2.1.2 环境箱:能够控温 20℃±0.5℃。若测定动态模量主曲线、温度包含负温,控温范围 -10~20℃。环境箱具有一定的容量,能够进行强制空气循环,可以用于试件保温和试验 。
2.1.3 数据采集系统:采用微机控制,能实时采集、记录加载的瞬息荷载和产生的水平变形,数据采样频率不小于加载频率的50倍。荷载传感器,量程不小于20kN,精度±20N;量程不小于50kN,精度±50N。水平径向位移测量系统结构示意图如图T 0742-3 所示,采用两个LVDT位移传感器安装在刚性框架的两个对称位置,以实时测定试件瞬时水平径向变形,量程≥2mm、误差≤±0.5μm。试验时需要使用图 T 0742-4 所示的对中夹具,确保刚性框架将LVDT夹在试件水平直径上,整个试验过程中,刚性框架应仅依靠夹具来支撑,不与设备的任意其他部位接触;也可以使用其他合适的变形测量设备,例如引伸计,量程≥2mm,误差≤±0.5μm,分辨率0.1μm。试件垂直变形,则采用位移传感器测量,其安装在上压条上,量程≥7mm,误差≤±1μm,分辨率0.1μm。

图 T 0742-3 水平径向位移测量系统 图 T 0742-4 LVDT对中夹具
2.1.4 压条:结构及尺寸如图 T 0742-5 所示,采用硬质钢制,硬度为 HRC56~HRC58。标准压条宽度为 12.7mm±0.2mm,内侧曲率半径 50.8mm±1mm;大型试件 (直径约152mm) 时,压条宽度为 19mm±0.2mm,内侧曲率半径 75mm±1mm 。压条长度应不小于试件高度 +20mm。压条两侧边缘应打磨倒圆。压条上下各一根,上压条与加载装置的上压头通过球形座连接,下压条固定在底座夹具上,下压条与加载架应具有对中的方法。加载时,上下压条轴线在一个垂直平面上,偏差不大于0.5mm,交叉角不大于1°。

a) 标准压条 b) 大型压条
图 T 0742-5 压条 (尺寸单位:mm)
2.2 温控箱:用于试件空气保温,温度范围能满足试验要求,控温精度±0.5℃。
2.3 游标卡尺:量程 0~200mm,精度0.02mm。
2.4 温度计:分度值0.1℃。
2.5 标准块:动态模量标称值为 3~14GPa,相位角>0°。
注:标准样品应由专业单位生产、专业单位定值,稳定性试验不少于2年,应附相关定值证书。
2.6 角度尺:金属材质
2.7 其他:秒表等
3 劈裂拉伸动态测试仪标定
3.1 数据采集系统shou次使用或使用中每年或每测试200次,进行一次标定。采用标准块进行标定,应测试不同温度、不同频率,测定值与标准块标称值的动态模量相对误差不超过±3%、相位角误差不超过1°。
3.2 环境箱shou次使用或使用中每年进行一次控温精度标定。
3.3 检查测量系统,以确保荷载、变形数据采集通道之间没有过大的相位偏移。
4 试验准备
4.1 对于公称zui大粒径≤16mm的沥青混合料,试件直径 100mm±3mm,高度 40mm±2mm;对于公称zui大粒径≥19mm 的沥青混合料,试件直径150mm±3mm,高度60mm±2mm;对于公称zui大粒径≥31.5mm的沥青混合料,试件直径150mm±3mm,高度90mm±2mm。
4.2 按 T 0740 拌制沥青混合料试样,或按 T 0701 从拌和楼取沥青混合料试样;试样室内短期老化后,按 T 0702、T 0703或T 0736成型大试件 (以与后续切割小试件区别)。也可按 T 0701 方法现场钻取芯样。
4.3 按 T 0738 中4.2和4.3方法,通过钻芯、切割,得到满足标准尺寸的试件。试件通过打磨、冲洗大试件表面,去除所有凸出的集料颗粒;试件两个端面平行,两个端面与其轴向垂直,垂直偏差不超过2°。
4.4 测定试件的直径及高度,精确至0.1mm。按本规程相关试验方法测定试件的空隙率、VMA和VFA等参数,其空隙率与设计空隙率之差应≤±1%。
4.5 准备好的试件在不超过20℃、相对湿度低于80%的室内放置8h以上风干。或采用真空干燥仪烘干,先将试件用干毛巾等擦除表面水后,在室温23℃±5℃静置不少于1h,放入真空干燥仪,在低于0.8kPa的真空条件下干燥约30min至恒重。
4.6 若试件制备后2d内不进行试验,需用聚乙烯薄膜将其包裹好,在5~15℃环境下避光保存,存放时间不宜超过14d,且不可堆叠。
4.7 一组试验不少于4个有效试件,其中随机取一个作为备用试件。当需要确定动态模量主曲线时,宜适当增加试件数量。
5 动态模量试验方法与步骤
5.1 将试件、位移测量装置、压条置于已调温至试验温度±0.5℃的环境箱中保温。试件数量过多,部分试件可在温控箱中保温,试验前再放入环境箱继续保温。试件之间的距离应不小于10mm。空气保温≥6h (直径150mm 试件≥8h) 或恒温一夜。同时在环境箱中放置相同尺寸已测试件,在其中部贴一个温度传感器,根据传感器测定的内部温度判断待测试件是否达到试验温度。
5.2 试验前清洁压条,必要时用溶剂擦拭。
5.3 在试件达到目标温度后,将试件安装好,调整位移传感器和采集系统。对于LVDT传感器,为了尽量减小框架的扭曲,使用扭矩扳来拧紧夹具,每个夹持点施加25cN·m的扭矩;对于开级配沥青混合料试件,有必要在LVDT和试件接触的部分加上垫片。将位移传感器调整至量程中间位置。
5.4 启动动态测试系统,设置试件信息、试验温度、加载频率、峰荷载等信息,启动环境箱控温至试验温度。标准试验温度为20℃,加载频率为10Hz (表面层或中面层) 或5Hz (下面层或基层),加载次数为100次,施加接触荷载为35kPa,加载应力水平应使试件水平径向回弹应变为0.05‰~0.1‰。
5.5 为了得到准确的加载应力水平,随机选择一个试件作为备用试件,按表 T 0742-1设置相应温度、频率的初始应力,按表T 0742-2 设置加载次数,进行重复加载试验,同时按表 T 0742-1 中应力增量,变化几个应力水平,进行重复加载试验,直至试件水平径向回弹应变达到0.1‰。如图 T 0742-7 所示,对备用试件施加4个应力水平的重复加载,绘制图 T 0742-8 的应力-水平径向回弹应变曲线,根据曲线确定回弹应变0.075‰相应的应力作为该混合料的加载应力水平。
注:确定动态模量主曲线时,需要从低温向高温,采用备用试件试验确定不同温度、不同频率的加 载应力水平。
表 T 0742-1 初始加载应力和应力增量
| 频率(Hz) | 试验温度<0℃ | 试验温度0~10℃ | 试验温度>10℃ |
| 初始应力(MPa) | 应力增量(MPa) | 初始应力(MPa) | 应力增量(MPa) | 初始应力(MPa) | 应力增量(MPa) |
| 10 | 0.6 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
| 5 | 0.6
| 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
1
| 0.6
| 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.05 |
| 0.5 | 0.6
| 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.05 |
0.1
| 0.6 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.02 |

图T 0742-7 备用试件施加4个应力水平

图 T0742-8 备用试件施加应力-水平径向回弹应变曲线
5.6 当环境箱和试件内部温度再次达到试验温度时,位移传感器和荷载传感器清零。施加35kPa接触荷载,使加载过程中试件与上、下加载板始终接触良好。
5.7 按照设定的加载应力水平、频率,重复加载100个周期。采集、记录zui后5个加载周期的荷载、变形、加载次数、时间,一个周期采集不少于50个数据点,荷载精确至1N,变形精确至0.0001mm。动态模量测试系统自动计算显示应力曲线、应变曲线、数据质量、动态模量等数据。
5.8 若水平径向应变不满足要求,则自动调整加载应力水平,重新加载100个周期。
5.9 若试验过程中,试件垂直变形大于7mm (150mm 试件为10mm)、水平径向总变形 (两个水平径向传感器的变形之和) 大于3.75mm,说明试件发生了塑性变形和开裂,为了保护设备和采集系统,立即停止试验,试验结果舍弃,降低施加应力水平,换新试件重新试验。
5.10 完成测试试验后,移走已测试件,进行下一个试件的测试。
6 动态模量主曲线试验方法与步骤
6.1 为了获取动态模量主曲线,需要测定一系列温度和频率范围的沥青混合料动态模量和相位角。
(1)试验温度可按-10℃、0℃、10℃、20℃顺序进行
(2)加载频率可按10Hz、5Hz、1Hz、0.5Hz、0.1Hz、10Hz顺序进行
(3)加载应力水平,应按使试件产生水平径向应变0.05‰~0.1‰进行设定
(4)重复加载周期按表 T 0742-2 选定
表 T 0742-2 试验频率及其重复加载周期
| 频率 (Hz) | 重复加载周期 (次) |
| 10 | 100
|
| 5 | 95 |
| 1 | 15
|
| 0.5 | 10 |
| 0.1 | 5 |
6.2 按照选定的一组试验温度条件,从zui低温向高温逐个温度测试动态模量。
6.3 在同一个试验温度条件下,按选择的一组试验频率条件,从高频向低频逐个频率进行重复加载,zui后再测定一个高频。每个试验频率,按本方法中5的方法与步骤进行测试,仅采集、记录每个加载周期的荷载及变形。完成一个试验频率的重复加载之后,间隔2min,间隔时间可适当延长,但不应超过30min。
6.4 完成一个温度的所有试验频率重复加载后,再在下一个试验温度条件下进行试验。每个试验温度之间应恒温足够时间,使环境箱和试件内部温度达到试验温度±0.5℃,恒温应不少于1h。
6.5 当试件在某一试验温度下所有频率重复加载完成后,若第一次高频与zui后一次高频测定的动态模量值相差≥15%,则该试件应予以废弃。此时,换新试件,加载应力水平减半进行后续试验。
6.6 每个温度条件至少测定3个有效试件。
7 数据处理
7.1 按式 (T 0742-1) 采用zui小二乘法进行如图 T 0742-9 所示的实测的试件施加的应力-时间波形图拟合,相关性系数R²≥0.99。计算的荷载精确至1。
F(t)=A+Bsin(2πft+C) (T0742-1)
式中:
F(t)—— 时间 t 的垂直荷载,N
f——试验频率,Hz
A——荷载正弦波的jue对项,N
B——荷载正弦波的振幅,N
t——垂直荷载相应的时间,s
C——荷载正弦波的相位系数,rad

图 T 0742-9 实测的试件施加的应力-时间曲线
7.2 按式 (T 0742-2) 采用zui小二乘法进行如图 T 0742-10 所示的实测的试件水平径向变形-时间波形图拟合,相关性系数R²≥0.99。计算的变形精确至0.0001。

图 T 0742-10 实测的试件水平径向变形-时间曲线
u(t)=a+bsin(2πft+c)+dt (T 0742-2)
式中:
u(t)——时间t 的水平径向变形,mm
f——试验频率,Hz
a——水平变形正弦波的jue对项,mm
b——水平变形正弦波的振幅,mm
c——水平变形正弦波的相位系数,rad
d——水平变形正弦波的线性项,mm/s
7.3 按式 (T 0742-3) 计算试件内部zui大劈裂拉伸应力,精确至0.001。
(T0742-3)
式中:
σ(t)——试件内部时间 t 的zui大劈裂拉伸应力,MPa
D——试件直径,mm
h——试件高度,mm
7.4 按式 ( T0742-4) 计算泊松比,精确至0.001。
(T0742-4)
式中:
μ——泊松比
T——试验时温度,℃
7.5 按式 (T 0742-5) 计算水平径向的回弹应变,精确至0.0001。
(T0742-5)
式中:
εel——水平径向的回弹应变,‰
7.6 按式 (T 0742-6) 计算相位角,精确至0.01。
(T0742-6)
式中:
φ——相位角,°
7.7 按式 (T 0742-7) 计算试件动态模量,精确至0.1。
(T0742-7)
式中:
|E*|—— 试件动态模量,MPa
7.8 取一组试件的算术平均值作为试验结果,动态模量精确至1MPa,相位角精确至0.1°。
7.9 按 T 0738 中8.17方法确定动态模量主曲线。
8 报告
8.1 试验项目名称和执行标准。
8.2 沥青混合料的沥青含量、矿料级配、密度、空隙率及试件尺寸。
8.3 接样日期、样品描述。
8.4 试验日期,仪器设备的名称、型号及编号。
8.5 各试验温度、频率、应力水平、动态模量及相位角。
8.6 动态模量主曲线回归系数α β y δ、a1 、a₂(必要时) 。
8.7 其他需要说明的情况。

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