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四點彎曲疲勞試驗

四點彎曲疲勞試驗是目前使用范圍廣的疲勞試驗方法，美國、歐盟和中國都將此方法列為預(yù)測混合料疲勞壽命的標準試驗方法。同時，該方法也是測試瀝青混合料水平彎拉勁度模量的主要測試方法，可以在路面設(shè)計時開展此試驗，獲取設(shè)計參數(shù)。

標準

• JTG E20 T0739疲勞壽命試驗

• AASHTO T321

• ASTM D7460

• EN 12697-24D

• EN 12697-26D彎拉勁度模量試驗

JTG E20 T0739 試驗標準

試件樣式

試驗儀器

CONTROLS & IPC獨立式伺服氣動四點疲勞試驗機

預(yù)測混合料疲勞壽命，測試瀝青混合料水平彎拉勁度模量。

使用方案

• 方案1：獨立式伺服氣動小梁四點疲勞試驗系統(tǒng)＋UTM溫控箱

  這種方案優(yōu)點是性價比高，缺點在于疲勞試驗的周期較長，按照10Hz頻率計算，每小時加載36,000個周期，而一次疲勞試驗可能需要幾十萬甚至幾百次個周期，在此期間環(huán)境箱無法用于其他用途。

• 方案2：獨立式伺服氣動小梁四點疲勞試驗系統(tǒng)＋獨立溫控箱

  這種系統(tǒng)使用空氣動力提供垂直荷載，使用獨立的溫控箱和控制器進行試驗。這種方案比方案1價格高，但不會影響UTM系統(tǒng)進行其他試驗。

• 方案3：四點疲勞試驗夾具＋UTM系統(tǒng)加載

  鑒于氣動系統(tǒng)的加載通常只有5kN，對于很多剛度很大的材料來說，無法到目標的變形量，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。（波蘭用戶從事剛性路面研究喜歡從事這種試驗）

試驗步驟

• 試件養(yǎng)生：試件直接放入環(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。

• 將養(yǎng)生好的試件放入四點疲勞試驗機并固定。

• 選擇合適的試驗參數(shù)，如試件編號、目標拉應(yīng)變、加載頻率及試驗終止標準等。

• 在目標試驗應(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。

• 開始試驗。當試件達到疲勞試驗終止條件時，自動停止加載。

試驗報告

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，棄差標推為:當一組試件的測定值中某個測定值與平均值之差大于標準差的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。

報告應(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。

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