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歐美大地 道路測(cè)試
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想要預(yù)測(cè)混合料疲勞壽命?四點(diǎn)彎曲疲勞壽命試驗(yàn)儀器
發(fā)布時(shí)間:2019-01-08 瀏覽次數(shù):3324 來源:歐美大地

四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)

四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)是目前使用范圍廣的疲勞試驗(yàn)方法,美國(guó)、歐盟和中國(guó)都將此方法列為預(yù)測(cè)混合料疲勞壽命的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。同時(shí),該方法也是測(cè)試瀝青混合料水平彎拉勁度模量的主要測(cè)試方法,可以在路面設(shè)計(jì)時(shí)開展此試驗(yàn),獲取設(shè)計(jì)參數(shù)。


標(biāo)準(zhǔn)

  • JTG E20 T0739疲勞壽命試驗(yàn)

  • AASHTO T321

  • ASTM D7460

  • EN 12697-24D

  • EN 12697-26D彎拉勁度模量試驗(yàn)


JTG E20 T0739 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

加載頻率

10Hz±0.1Hz

試驗(yàn)溫度

15℃±0.5℃

加載模式

應(yīng)變控制的連續(xù)偏正弦

初始勁度模量

第50次加載

試驗(yàn)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

50%初始勁度模量

小梁試件

長(zhǎng)380mm±5mm

高50mm±5mm

寬63.5mm±5mm


試件樣式

 

 

試驗(yàn)儀器

 

CONTROLS & IPC獨(dú)立式伺服氣動(dòng)四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)

預(yù)測(cè)混合料疲勞壽命,測(cè)試瀝青混合料水平彎拉勁度模量。

使用方案

  • 方案1:獨(dú)立式伺服氣動(dòng)小梁四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)+UTM溫控箱

    這種方案優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比高,缺點(diǎn)在于疲勞試驗(yàn)的周期較長(zhǎng),按照10Hz頻率計(jì)算,每小時(shí)加載36,000個(gè)周期,而一次疲勞試驗(yàn)可能需要幾十萬甚至幾百次個(gè)周期,在此期間環(huán)境箱無法用于其他用途。

  • 方案2:獨(dú)立式伺服氣動(dòng)小梁四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)+獨(dú)立溫控箱

    這種系統(tǒng)使用空氣動(dòng)力提供垂直荷載,使用獨(dú)立的溫控箱和控制器進(jìn)行試驗(yàn)。這種方案比方案1價(jià)格高,但不會(huì)影響UTM系統(tǒng)進(jìn)行其他試驗(yàn)。

  • 方案3:四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)夾具+UTM系統(tǒng)加載

    鑒于氣動(dòng)系統(tǒng)的加載通常只有5kN,對(duì)于很多剛度很大的材料來說,無法到目標(biāo)的變形量,因此,我們可以使用液壓系統(tǒng)提供垂直荷載到目標(biāo)變形量,這種系統(tǒng)最大可以容納200mm寬度,100-160mm高度,790mm高度的試件試驗(yàn)。(波蘭用戶從事剛性路面研究喜歡從事這種試驗(yàn))


試驗(yàn)步驟

  • 試件養(yǎng)生:試件直接放入環(huán)境箱內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)生,應(yīng)在試驗(yàn)溫度±0.5℃條件下養(yǎng)生4h以上。

  • 將養(yǎng)生好的試件放入四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)并固定。

 
  • 選擇合適的試驗(yàn)參數(shù),如試件編號(hào)、目標(biāo)拉應(yīng)變、加載頻率及試驗(yàn)終止標(biāo)準(zhǔn)等。

  • 在目標(biāo)試驗(yàn)應(yīng)變水平下預(yù)加載50個(gè)循環(huán),計(jì)算第50個(gè)加載循環(huán)的試件勁度模量為初始的勁度模量。

  • 開始試驗(yàn)。當(dāng)試件達(dá)到疲勞試驗(yàn)終止條件時(shí),自動(dòng)停止加載。

試驗(yàn)報(bào)告

同一種瀝青混合料,在相同試驗(yàn)條件下應(yīng)至少進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。平行試驗(yàn)結(jié)果按試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散程度應(yīng)進(jìn)行棄差處理,棄差標(biāo)推為:當(dāng)一組試件的測(cè)定值中某個(gè)測(cè)定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的k倍時(shí),該次試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)予以舍棄,同時(shí)應(yīng)保證每組試驗(yàn)的有效試件不少于3根。有效試件數(shù)為n時(shí)的k值見表。

有效試件數(shù)n

臨界值k

有效試件數(shù)n

臨界值k

3

1.15

7

1.94

4

1.46

8

2.03

5

1.67

9

2.11

6

1.82

10

2.18

報(bào)告應(yīng)包括:

混合料類型、集料公稱最大粒徑、瀝青含量、集料來源、瀝青品種、瀝青混合料板塊試件的制作日期、從路面切割試件的日期、空隙率等相關(guān)信息。

試驗(yàn)條件參數(shù),包括加載模式、目標(biāo)拉應(yīng)變、試驗(yàn)溫度、頻率、失效條件等。


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