四点弯曲疲劳试验是目前最受认可,使用范围最广的疲劳试验方法,美国、欧盟和中国都将此方法列为预测混合料疲劳寿命的标准试验方法。同时,该方法也是测试沥青混合料水平弯拉劲度模量的主要测试方法,可以在路面设计时开展此试验,获取设计参数。
标准
. JTG E20 T0739疲劳寿命试验
. AASHTO T321
. ASTM D7460
.EN 12697-24D
. EN 12697-26D弯拉劲度模量试验
JTG E20 T0739试验标准
试验仪器
1、CONTROLS & IPC独立式伺服气动四点疲劳试验机
预测混合料疲劳寿命,测试沥青混合料水平弯拉劲度模量。
使用方案
方案1:独立式伺服气动小梁四点疲劳试验系统+UTM温控箱
这种方案优点是性价比更高,缺点在于疲劳试验的周期较长,按照10Hz频率计算,每小时加载36,000个周期,而一次疲劳试验可能需要几十万甚至几百次个周期,在此期间环境箱无法用于其他用途。
方案2:独立式伺服气动小梁四点疲劳试验系统+独立温控箱
这种系统使用空气动力提供垂直荷载,使用独立的温控箱和控制器进行试验。这种方案比方案1价格更高,但不会影响UTM系统进行其他试验。
方案3:四点疲劳试验夹具+UTM系统加载
鉴于气动系统的加载通常只有5kN,对于很多刚度很大的材料来说,无法达到目标的变形量,因此,我们可以使用液压系统提供垂直荷载达到目标变形量,这种系统最大可以容纳200mm宽度,100-160mm高度,790mm高度的试件试验。(波兰用户从事刚性路面研究喜欢从事这种试验)
2、Cooper独立四点弯曲小梁疲劳试验机
CRT-SA4PT-BB独立四点弯曲小梁疲劳试验机主要用于:沥青混合料设计,终端产品规格确定和评估新材料。
特点
. 频率范围0.1 到 30Hz1
.价格低廉的独立气动四点弯曲梁试验机
.利用低摩擦加载头和高性能伺服阀
.试样测量系统消除框架弯曲变形引起的误差
.接受AASHTO梁的尺寸
.正弦受控应变或受控应力疲劳测试
.用户友好的确定疲劳的软件
.恒力矩电机试样夹加载系统消除梁局部变形的误差
试验步骤
.试件养生:试件直接放入环境箱内进行养生,应在试验温度±0.5条件下养生4h以上。
.将养生好的试件放入四点疲劳试验机并固定。
.选择合适的试验参数,如试件编号、目标拉应变、加载频率及试验终止标准等。
.在目标试验应变水平下预加载50个循环,计算第50个加载循环的试件劲度模量为初始的劲度模量。
.开始试验。当试件达到疲劳试验终止条件时,自动停止加载。
试验报告
同一种沥青混合料,在相同试验条件下应至少进行3次平行试验。平行试验结果按试验数据的离散程度应进行弃差处理,弃差标推为:当一组试件的测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时,该次试验数据应予以舍弃,同时应保证每组试验的有效试件不少于3根。有效试件数为n时的k值见表。
报告应包括:
混合料类型、集料公称最大粒径、沥青含量、集料来源、沥青品种、沥青混合料板块试件的制作日期、从路面切割试件的日期、空隙率等相关信息。
试验条件参数,包括加载模式、目标拉应变、试验温度、频率、失效条件等。
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