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瀝青混合料負(fù)荷輪載試驗儀 T 0756一2011 稀漿混合料車轍變形試驗
閱讀：2680發(fā)布時間：2012-12-07
| 提 供 商： | 河北精威試驗儀器有限公司 | 資料大小： | 24KB |
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瀝青混合料負(fù)荷輪載試驗儀 T 0756一2011 稀漿混合料車轍變形試驗
1目的與適用范圍
1. 1 本方法適用于采用四點彎曲疲勞試驗機在規(guī)定試驗條件下，測定壓實瀝青混合料承受重復(fù)彎曲荷載的疲勞壽命。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)的試驗條件為試驗溫度 15℃±0.5℃，加載頻率 lOHz ±0.lHz，采用恒應(yīng)變控制的連續(xù)偏正弦加載模式。也可根據(jù)需要選擇其他試驗條件。
1.3 試驗終止條件為彎曲勁度模量降低到初始彎曲勁度模量50%對應(yīng)的加載循環(huán)次數(shù)。
1.4 本方法適用于試驗室輪碾成型的瀝青混合料板塊試件或從現(xiàn)場路面鉆取板塊試件，切割成長度為 380mm ±5mm、厚度為 50mm ±5mm、寬度為 63.5㎜± 5mm的小梁試件。
2 儀具與材料技術(shù)要求
2.1 測試系統(tǒng)：測試系統(tǒng)基本技術(shù)要求和參數(shù) 見表T 0739－1。
表T 0739-1 測試系統(tǒng)基本技術(shù)要求和參數(shù)
| 項 目 | 范 圍 | 分辨率 | 準(zhǔn)確度 |
| 荷載控制與測量 | 0～5kN | 2N | ±5N |
| 位移控制與測量 | 0～5㎜ | 2 | ±5 |
| 頻率控制與測量 | 5～10HZ | 0.005Hz | ±0.01Hz |
| 溫度控制與測量 | -10～30℃ | 0.25℃ | ±0.5℃ |
2.2 加載裝置：氣動或者液壓加載裝置，能夠為疲勞試驗系統(tǒng)提供循環(huán)動力荷載，可根據(jù)試驗要求輸出不同頻率、不同振幅的偏正弦加載波形。并保證每次加載循環(huán)結(jié)束時，應(yīng)使試件回到原點（初始位置）。試件夾持系統(tǒng)采用三等分間距布設(shè)夾頭，相鄰夾頭中心間距一般為 0.ll9m，粱跨距為 0.357m。各夾頭宜采用可調(diào)節(jié)加持力大小的小型電機進行夾持。
2.3 數(shù)據(jù)采集與控制裝置：使用計算機控制每個加載循環(huán)，測量梁的峰值位移，計算梁的峰值拉應(yīng)變，調(diào)整施加荷載保證峰值位移的水平為一常量，確保試驗期間與期望的峰值拉應(yīng)變水平保持一致。并能夠?qū)崟r記錄和計算加載次數(shù)、荷載大小、試件位移、zui大拉應(yīng)力、zui大拉應(yīng)變、相位角、勁度模量、耗散能及累計耗散能等用戶所需的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。
2.4 環(huán)境箱：環(huán)境箱應(yīng)保持箱體內(nèi)試驗溫度均勻分布，能夠準(zhǔn)確測量并顯示試件測試位置的溫度，保證試驗溫度誤差在±0.5℃以內(nèi)。同時應(yīng)能使加載裝置與外部數(shù)據(jù)采集等控制裝置順利連接，并具有足夠的內(nèi)部空間容納加載裝置，除了試驗的試件，至少還能存放兩個養(yǎng)生試件，同時能夠允許調(diào)整加載裝置，方便試件放人和移出。
2.5 其他：游標(biāo)卡尺、天平等。
3 方法與步驟
3.1 準(zhǔn)備工作
3.1.1 試件準(zhǔn)備：按照振動輪碾成型的方法制作瀝青混合料板塊試件，或者從現(xiàn)場路面切割板塊試件。然后用高精度金剛石雙面鋸對板塊試件進行切割，取碾壓成型方向為試件長度方向制作梁試件，試件的尺寸應(yīng)符合長度 380mm ±5mm、高度50mm ± 6mm、寬度為 63mm ± 6mm 的要求。一塊400mm x 300㎜x 75mm 的瀝青混凝土板塊通?？汕兄?span lang="EN-US">4很小梁試件。
3.1.2 試驗前試件的存放：瀝青混合料板塊試件和切割后的試件存放溫度應(yīng)不超過35℃，切割好的試件應(yīng)在30d 內(nèi)完成試驗。存放期間，試件應(yīng)水平放置于表面平整并具有一定剛度的硬玻璃板（或瓷磚）上，防止試件發(fā)生變形。
3.1.3 試件尺寸測量：應(yīng)用游標(biāo)卡尺測量試件的寬度和厚度，分別測定5個位置，即試件的兩端20mm 內(nèi)的點位、梁中點的 lOmm 內(nèi)的點位及距離梁中點各90mm 的點位，準(zhǔn)確至0.Olmm。取5個測量值的平均值為試件尺寸，準(zhǔn)確至0.lmm。如果寬度或者厚度的 5個測量值中的任何一個值與平均值相差大于 1.5mm，則該梁試件作廢。
3.1.4 試件體積參數(shù)測量：瀝青混合料疲勞和彎曲性能較大程度上依賴于混合料的實際壓實水平，每一根小梁試件在進行疲勞試驗前需*行空隙率（VV）和礦料間隙率（VMA）的測定。試件實際空隙率應(yīng)在目標(biāo)空隙率 ±0. 5%范圍內(nèi)，實測礦料間隙率（VMA）應(yīng)在目標(biāo)礦料間隙率±0.5%范圍內(nèi)，超過該范圍的試件應(yīng)作廢。
3.2 試驗步驟
3.2.1 試件養(yǎng)生：小梁試件宜直接放入環(huán)境箱內(nèi)進行養(yǎng)生，應(yīng)在試驗溫度 ±0.5℃條件下養(yǎng)生4h 以上方可進行試驗。
3.2.2 試件安放：將養(yǎng)護好的試件放入四點彎曲疲勞加裁裝置內(nèi)，用夾具進行固定。使位移傳感器LVDT滑輪接觸試件表面，調(diào)整位移傳感器到試件中部，LVDT的讀數(shù)盡可能接近于零。
3.2.3試驗參數(shù)選擇：選擇偏正弦加載模式，在試驗參數(shù)設(shè)定界面輸入試件編號和尺寸、目標(biāo)拉應(yīng)變、加載頻率及試驗終止標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)。
3.2.4 在目標(biāo)試驗應(yīng)變水平下預(yù)加載50個循環(huán)，計算第50個加載循環(huán)的試件勁度模量為初始的勁度模量，作為確定試件疲勞失效判據(jù)的基準(zhǔn)勁度模量。
3.2.5 開始試驗：當(dāng)確定好初始勁度模量后，試驗機應(yīng)在50個循環(huán)內(nèi)自動調(diào)整并穩(wěn)定到試驗所需要的目標(biāo)拉應(yīng)變水平，同時接選擇的加載循環(huán)間隔監(jiān)控和記錄試驗參數(shù)和試驗結(jié)果，確保系統(tǒng)操作正確。當(dāng)試件達到疲勞試驗終止條件時，自動停止加載。
4 計算
4.1 zui大拉應(yīng)力按式（TO739-1）計算。
式中：
L——梁跨距，即外端兩個夾具間距（一般為 0.357m）（m）；
P——峰值荷載（N）；
w——梁寬（m）；
h——梁高度（m）。
4.2 zui大拉應(yīng)變按式 （T 0739-2）計算。
式中：
a——相鄰夾頭中心間距（為 L/3，一般為0.ll9m）（m）。
4.3 彎曲勁度模量按式 （T 0739-3）計算。
S=
式中：S——彎曲勁度（Pa）。
4.4 相位角按式 （TO739-4）計算。
式中：
f——加載頻率（Hz）；
t——應(yīng)變峰值滯后于應(yīng)力峰值的時間（ s）。
4.5 單個循環(huán)耗散能按式 （TO739-5）計算。
式中：E
4.6 累積耗散能按式 （T 0739-6）計算。
式中：
5 報告
5.1 同一種瀝青混合料，在相同試驗條件下應(yīng)至少進行 3 次平行試驗。平行試驗結(jié)果按試驗數(shù)據(jù)的離散程度應(yīng)進行棄差處理，棄差標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)一組試件的測定值中某個測定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的 k倍時，該次試驗數(shù)據(jù)應(yīng)予以舍棄，同時應(yīng)保證每組試驗的有效試件不少于3根。有效試件數(shù)為 n 時的 k值見表T 0739-2。
表T0739－2 有效試件數(shù)為n時的k值
| 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 |
5.2 報告應(yīng)包括如下內(nèi)容：
5.2.1 混合料類型、集料公稱zui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。
5.2.2 試驗條件參數(shù)，包括加載模式、目標(biāo)拉成變、試驗溫度、頻率、失效條件等。
條文說明
目前四點彎曲疲勞試驗機通常提供兩種加載波形，即偏正弦和正弦。國內(nèi)外大量的試驗研究證明，移動的車輪荷載對路面產(chǎn)生接近于偏正弦曲線的應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)。本規(guī)范主要參照美國 AASHTOT321－03標(biāo)準(zhǔn)，采用偏正弦波作為疲勞試驗的標(biāo)準(zhǔn)加載波形。
標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度定于15℃，主要依據(jù) 1993 年哈爾濱建筑大學(xué)在交通部科研項目“瀝青路面設(shè)計指標(biāo)與參數(shù)的研究”中,根據(jù)國內(nèi)各地區(qū)的氣溫資料，zui終計算得出的我國瀝青混合料疲勞當(dāng)量溫度為15℃而定，且與現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范中取疲勞計算模量按 15℃抗壓模量標(biāo)準(zhǔn)相一致。除此原因外，選擇一個相對較低的溫度（低于美國標(biāo)準(zhǔn)的 20℃試驗溫度 5℃）有利于獲得一個更為真實的疲勞結(jié)果。疲勞試驗過程是一個長時間的作用過程，在試驗研究過程中發(fā)現(xiàn)：若在疲勞試驗溫度較高或瀝青標(biāo)號較大的情況下，試件容易在夾頭部位發(fā)生較嚴(yán)重的蠕變變形（小應(yīng)變水平情況下，會達到在厚度方向上lmm 左右的變形），進而影響其本身與試驗理論計算模型的相符性。實際上理想的情況是各地區(qū)通過氣象資料研究得到各地的當(dāng)量溫度，再依據(jù)各自的當(dāng)量溫度進行疲勞試驗。但目前國內(nèi)尚未有各地區(qū)的當(dāng)量溫度計算方法與計算結(jié)果?，F(xiàn)階段而言，建議選擇 15℃作為試驗溫度，并允許根據(jù)需要開展不同溫度的疲勞試驗研究。
對試件，一般宜直接放入環(huán)境箱內(nèi)進行養(yǎng)生；若采用恒溫水浴進行養(yǎng)生，應(yīng)在試驗溫度±0.5℃條件下養(yǎng)生2h以上，且試件放入環(huán)境箱內(nèi)仍應(yīng)在試驗溫度±0.5℃條件下穩(wěn)定lh后方可進行試驗。
平行試驗時，試件尺寸或體積指標(biāo)不合格的試件應(yīng)作廢。因此,必須具備足夠的試件確保獲得有效的試驗數(shù)據(jù)。由于疲勞試驗結(jié)果離散性比較大，因此，要求進行3 次以上的平行試驗，以便對平行試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，并剔除異常結(jié)果。
對試驗所用的試件規(guī)定儲存日期不超過30d ,試驗前應(yīng)確保沒有變形且未受到外力作用，否則將影響疲勞特性。在試件的存放期間，應(yīng)該將試件水平放置在具有一定剛度的表面光滑的平板上。
在進行疲勞試驗時，若要獲得瀝青混合料完整的疲勞特性，試驗方案設(shè)計應(yīng)覆蓋一定溫度范圍、拉應(yīng)變水平和加載頻率，通常獲得一條完整的疲勞曲線應(yīng)選擇3個或 3 個以上的試驗水平，且疲勞壽命次數(shù)宜涵蓋幾千次至幾百萬次的范圍。對于常規(guī)的基質(zhì)瀝青混合料，根據(jù)國內(nèi)外大量的疲勞試驗結(jié)果，建議選擇的試驗溫度范圍為 5 ～25℃；目標(biāo)拉應(yīng)變范圍一般為 200～750
對特殊瀝青混合料的疲勞壽命試驗，例如聚合物改性瀝青、高黏度改性瀝青、環(huán)氧瀝青或特殊級配瀝青混合料，其測試條件應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整。如聚合物改性瀝青混合料測試的zui小拉應(yīng)變水平可采用400
本試驗方法僅為確定瀝青混合料四點彎曲疲勞壽命，尚未涉及疲勞方程的建立等內(nèi)容。通常認(rèn)為，一般情況下僅需獲得疲勞壽命曲線圖即能滿足工程材料疲勞性能的比較與分析，無需建立疲勞壽命方程，且疲勞方程的建立方法較多，目前上也并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)若出于研究需要，各試驗單位也可依據(jù)情況選定影響疲勞壽命的因素進行疲勞方程的研究。
本試驗終止條件為達到彎曲勁度模量降低到初始彎曲勁度模量的50%對應(yīng)的加載循環(huán)次數(shù)。對于自行設(shè)定試驗終止條件的疲勞試驗，應(yīng)注明試驗終止條件。http://www.zgjwyq.com/
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