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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)

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(wàn)甚至幾百次個(gè)周期，在此期間環(huán)境箱無(wú)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(lái)說(shuō)，無(wú)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。

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(lái)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。