專利名稱：：一種瀝青混合料低溫疲勞性能試驗測定方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及低溫疲勞性能的測試方法，屬于道路工程領域，特別涉及一種瀝青混合料低溫疲勞性能試驗測定方法。
背景技術：
：目前，國內外許多學者進行了不少瀝青路面裂縫方面的室內試驗，如直接拉伸疲勞試驗、劈裂試驗、彎曲拉伸疲勞試驗等，但多為針對普通瀝青混合料的試驗，而對于低溫條件下變形能力依然突出的應力吸收層混合料，這些方法都有一定的局限性。直接拉伸疲勞試驗因試件與拉伸壓頭之間的連接困難，且難以確保試件的軸線與試驗拉伸中線一致而不出現扭曲；劈裂試驗因離散性較大，且不能反映試件的疲勞作用特性而較少使用；低溫彎曲試驗因應力吸收層混合料梁底彎拉應變太大而使該試驗難以實施，且不能反映混合料的疲勞特性。而其他大尺寸板反射裂縫疲勞試驗臺雖然可較好地模擬瀝青加鋪層反射裂縫的產生、發(fā)展過程，但大型疲勞試驗耗費材料多、費用高、試驗周期長，對同一種結構不可能做多組平行試驗，這就有可能造成試驗結論的偏差。國外Luther等人、美國加州大學Berkeley分校利用室內模型試驗進行了反射裂縫的足尺試驗研究，試驗結果表明瀝青混合料加鋪層在受到車輛荷載垂直作用而產生剪切破壞的同時，還受到溫度變化所引起的水平應力作用，加鋪層出現的裂縫形式屬于壓剪綜合作用下的混合型裂縫，其裂縫的產生與擴展是一個疲勞過程，而本試驗就是在這樣一種壓剪交互作用下使試件破壞，更好的模擬了這種特殊混合料的抗裂作用特點。對于其他普通混合料也可以釆用該方法，評價其低溫和疲勞性能。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青混合料低溫疲勞性能試驗測定方法，該方法簡單易行，具有經濟實用，可操作性強的特點，較之傳統(tǒng)的拉伸疲勞和小梁彎曲疲勞試驗。本發(fā)明的技術方案是這樣實現1)取直徑為150mm,徑向高75mm，厚度50mm的半球形試件，試驗測試之前應確保半球形試件在溫控箱內的保溫時間在6小時以上，溫控箱內試驗溫度為-20'C20。C;2)采用帶有圓柱體上壓頭和圓柱體下壓頭的加載設備對半球形試件進行加載，加載設備全部放置于溫控箱內，圓柱體下壓頭支座之間間距為50mm120mm;3)低溫疲勞試驗的評價指標是0，2倍應力比，對半球形試件加載速率為50mm/min，疲勞加載頻率IOHZ，讀取正弦波條件下的疲勞次數，從而驗證瀝青混合料的低溫疲勞性能，疲勞次數大于10萬次的試件為低溫疲勞性能合格的試件。圓柱體直徑為28.5mm，徑向高為53mm的上壓頭。本發(fā)明具有以下優(yōu)越性①試驗過程簡便，不需添加新設備，可直接應用現有MTS或具有動態(tài)加載模式的其它加載設備；②能夠充分利用旋轉壓實試件，將一個旋轉壓實試件切割為四個半球形試件，使測試結果穩(wěn)定，且平行結果離散性?。虎郾苊饬似胀ɡ煸囼炤S向對中的了困擾；④能真實模擬路面的實際壓剪受力狀態(tài)。圖1是本發(fā)明的半球形試件及加載設備示意圖。下面結合附圖對本發(fā)明的內容作進一步詳細說明。具體實施例方式參照圖1所示，平臺6上設置滑板槽，下壓頭支座5與滑板槽滑動連接，下壓頭支座5上設置半圓形槽1，半圓形槽1內安置圓柱體下壓頭4，圓柱體下壓頭4上支撐半球形試件3，支撐半球形試件3頂端接觸圓柱體上壓頭2，圓柱體上壓頭2安置在施力壓頭9內的半圓形槽1中，施力壓頭9與施力桿7連接。實施例1、利用計算機通用程序ANSYS進行計算，采用程序中SOLID45塊單元對半球形試件進行離散。計算參數中，半球形試件直徑(D)為150mm，彈性模量取為800E/MPa，密度假定2350Kg/m3，荷載用均布荷載1515x3N/m進行模擬，邊界條件設為兩邊簡支。調整支撐點距離，計算出試件底緣中部最大正應力隨支撐點間距的變化情況(見下表l)。表l試件底緣中部應力變化情況<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>荷載一定的情況下，試件底緣中部最大拉應力隨著支座間距的增大而減小，而支座間距為大于0.8D時，易產生支座處的局部受壓破壞，且試驗數據不穩(wěn)定。而支座間距選取0.8D(即120mm)時試件底部的破壞應力最大，且試驗數據相對穩(wěn)定，便于試驗、節(jié)省試驗時間。2、采用旋轉壓實的成型方式，成型至少六個平行試件，把壓實成型后的試件進行切割，使其成為直徑150mm，徑向高75mm，厚度50mm的半球形試件。3、將試件和壓頭控溫于O'C環(huán)境箱中，確保試件的保溫時間在6小時以上。4、進行低溫破壞試驗測試最大破壞荷載。確保上壓頭位置居中，支座間距為0.8D，破壞荷載加載速度50mm/min，加載至破壞，采集并分析試驗過程中的壓力和變形數據；將平行試件的數據進行平均。5、取0.2倍的破壞荷載作為疲勞荷載，疲勞加載頻率IOHZ,波形為正弦波，進行疲勞試驗。采集試驗過程中的加載次數和變形數據，將平行試件的數據進行平均，得到溫度為O'C，0.2應力比下的疲勞次數。權利要求1.一種瀝青混合料低溫疲勞性能試驗測定方法，其特征在于，1)取直徑為150mm，徑向高75mm，厚度50mm的半球形試件，試驗測試之前應確保半球形試件在溫控箱內的保溫時間在6小時以上，溫控箱內試驗溫度為-20℃～20℃；2)采用帶有圓柱體上壓頭和圓柱體下壓頭的加載設備對半球形試件進行加載，加載設備全部放置于溫控箱內，圓柱體下壓頭支座之間間距為50mm～120mm；3)低溫疲勞試驗的評價指標是0.2倍應力比，對半球形試件加載速率為50mm/min，疲勞加載頻率10HZ，讀取正弦波條件下的疲勞次數，從而驗證瀝青混合料的低溫疲勞性能，疲勞次數大于10萬次的試件為低溫疲勞性能合格的試件。2、根據權利要求1所述的方法，其特征在于，圓柱體上下壓頭直徑為28.5mm，徑向高為53mm。全文摘要本發(fā)明公開了一種瀝青混合料低溫疲勞性能試驗測定方法，該方法試驗測試之前將半球形試件在溫控箱內的保溫時間在6小時以上，溫控箱內試驗溫度為-20℃～20℃；采用帶有上壓頭和下壓頭的加載設備對半球形試件進行加載，加載設備全部放置于溫控箱內，下壓頭支座之間間距為50mm～120mm；低溫疲勞試驗的評價指標是0.2倍應力比，對半球形試件加載速率為50mm/min，疲勞加載頻率10Hz，讀取正弦波條件下的疲勞次數，從而驗證瀝青混合料的低溫疲勞性能，疲勞次數大于10萬次的試件為低溫疲勞性能合格的試件。該方法簡單易行。文檔編號G01N33/42GK101299040SQ20081001804公開日2008年11月5日申請日期2008年4月25日優(yōu)先權日2008年4月25日發(fā)明者丹劉,燕周,廖衛(wèi)東,陳華鑫,陳拴發(fā)申請人:長安大學