沥青混合料小梁弯曲疲劳试验研究

合集下载

沥青混凝土小梁弯曲试验

沥青混凝土小梁弯曲试验
沥青混凝土小梁弯曲试验是一种用于评估混凝土梁的力学性能和结构强度的试验方法。

在这个试验中，将制备好的沥青混凝土小梁放置在两个支撑点上，并施加一定的弯曲负荷，观察样品的断裂形态和弯曲性能，以此评估混凝土的质量和工程性能。

在进行沥青混凝土小梁弯曲试验前，首先需要准备好实验所需的材料和设备。

材料包括沥青、骨料、砂、水和添加剂等。

设备包括混凝土制备设备、摆锤冲击试验机等。

制备步骤包括将沥青、骨料、砂和水按一定比例混合，然后加入一定量的添加剂，用搅拌器搅拌，最后铺平在制备好的模具中，待混凝土凝固后，将样品取出进行弯曲试验。

在进行沥青混凝土小梁弯曲试验时，需要注意以下几点。

首先需要在样品上标记出测量点和支撑点，并注意测量点和支撑点的距离。

其次，在施加弯曲负荷前需要进行预弯曲，以避免样品在初期应变下破坏。

最后，在试验过程中应注意观察样品的变形情况和断裂形态，并记录下相关数据，以进行后续的数据分析。

沥青混凝土小梁弯曲试验能够对混凝土梁的力学性能和结构强度进行有效评估，对于保证工程质量和安全具有重要意义。

在实际应用中，需要结合其他试验方法和理论分析等手段进行综合评估，在工程设计和施工中得到充分应用。

沥青混合料疲劳试验控制模式的选择研究_卢少利

［2 ］应力模式得到的疲劳寿命的 2 ～ 3 倍。按照
收稿日期： 2015 —12 —03 作者简介：卢少利（ 1977 —），工程师。男，山东滨州人，
Tayebali 等人的试验分析，控制应变法的疲劳寿命一般为控制应力法疲劳寿命的 2. 4 倍。表 1 比较了两
73． 37
19． 5
39． 2
59． 1
79． 0
98． 6
用 Shell 设计法的 BISAＲ3. 0 程序对国内典型的半刚性基层路面结构进行响应计算，计算过程见图 2 。假设沥青层与半刚性基层之间为光滑接触的最不利滑动状态
［3 ］
4． 6
10． 7
19． 1
32． 0
53． 9
441． 8
弯拉应变的变化式中： Δσ 和 Δε—弯拉应力、 % ； σ8000 和 ε8000 —面层初始劲度模量 8 000 MPa 时率，对应的弯拉应力和弯拉应变； σ i 和 ε i —模量衰减过程中对应的弯拉应力和弯拉应变。通过计算结果可以看出，随着沥青面层模量的逐渐衰减，沥青层底弯拉应力和应变也随之变化，见表 2。
性进行了深入而广泛的研究，也发表了大量关于试验方法、实验条件、混合料类型、加载方式以及环境因素等对沥青混合料疲劳特性的影响的研究报告和著作，并把这些研究成果应用到沥青路面结构设计理论和相应设计规范中。同时这些研究成果表明，由于沥青混合料疲劳破坏行为影响因素极为复杂且存在相互作用，因此，沥青混合料的疲劳性能的研究尚有许多困难需要克服。尽管几十年来材料疲劳特性的理论研究和应用技术研究迅猛发展，各国研究人员提出了许多新的理论和试验方法，但至今为止，还没有任何一种试验方法或评价指标可以作为沥青混合料疲劳性能研究的通用标准的到广泛认可。 SHＲP 研究计划在综合分析与评价之后，最终选用四点弯曲疲劳试验作为其沥青混合料疲劳性能研究的标准试验，同时制定了标准试验方法（ SHＲP M － 009 ， AASHTO TP － 8 ），这一方法已被指定为 AASHTO 的标准方法

沥青混合料自愈合特性四点弯曲疲劳试验研究

沥青混合料自愈合特性四点弯曲疲劳试验研究黄卫东;李本亮;黄明【摘要】通过应变控制四点弯曲疲劳试验,变化加载频率分析沥青混合料的即时自愈合,变化愈合温度、时间、荷载和损伤程度分析沥青混合料的后期自愈合.结果表明:沥青混合料的即时自愈合伴随加载产生,愈合效果为SBS-AC13＞TB-AC13＞基质-AC13;愈合温度、时间、荷载对沥青混合料的后期愈合具有正面作用,而损伤程度具有负面作用;橡胶沥青混合料疲劳寿命对自愈合条件的依赖性小于SBS沥青混合料,对沥青用量变化敏感性低于SBS沥青混合料;橡胶沥青混合料的劲度模量恢复率大于疲劳寿命恢复率,且疲劳寿命恢复率的离散性较大,劲度模量恢复率的离散性较小.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2015(018)004【总页数】6页(P572-577)【关键词】沥青混合料;四点弯曲疲劳试验;自愈合特性【作者】黄卫东;李本亮;黄明【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804;上海市政工程设计研究总院博士后工作站,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U414沥青材料具有自愈合能力，传统的疲劳研究大多没有考虑沥青的这种愈合能力，从而低估了沥青材料的疲劳寿命.Bazin等［1］认为，沥青材料的自愈合是劲度模量和强度的自我修复过程，它发生在损害过程中、停歇状态下或高温期间.许多研究［1－8］均证明了沥青材料的自愈合特性，并确定了加载应变、间歇时间、混合料结构及改性沥青、不同的加载间歇比例等因素对自愈合的影响.但是，既有研究［9－10］多基于基质沥青，对改性沥青混合料的研究较少，而且国内表面层普遍使用改性沥青，其疲劳性能是关注的重点.本文通过疲劳试验研究沥青混合料的自愈合能力与特性，以期为其疲劳寿命用于路面设计提供技术支撑.1 原材料与试验方法1.1 沥青在埃索70＃基质沥青中掺入4.5%（质量分数）线性SBS，通过剪切、搅拌并经发育制备SBS 改性沥青；溶解性胶粉改性沥青（TB 改性沥青）采用成品沥青，其表面光滑，存储稳定，性能等级为PG58－28.试验用沥青性能指标见表1.表1 试验用沥青性能指标Table 1 Characteristic of asphalt usedNote：＊for test temperature at 10℃；＊＊for viscosity at 60℃.橡胶沥青（AR）由埃索70＃基质沥青内掺20%（质量分数）的425μm（40 目）胶粉（金华产），在185℃搅拌1.5h制成.1.2 矿料和级配矿料采用江苏溧阳产的粗集料，分为3～5，5～10，10～15档，细集料使用浙江吉安产0～3mm 石灰岩，填料使用石灰岩矿粉.集料各项指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求.TB，SBS改性沥青混合料采用AC13级配，混合料的级配曲线见图1.TB－AC13和SBS－AC13采用4%（体积分数）的目标空隙率，沥青用量（质量分数）分别为4.7%，4.6%；AR 采用5.5%（体积分数）的目标空隙率，沥青用量为7.6%.1.3 试验方法采用小型震动压路机碾压成型沥青混合料板（通过碾压次数来控制试件空隙率），而后切割成400mm×63.5mm×50mm 的小梁试件.参照美国AASHTO T321标准［11］进行应变控制四点弯曲疲劳试验，选用第50 次的劲度模量作为初始劲度模量.疲劳试验条件见表2.沥青混合料疲劳寿命确定方法有50%劲度模量衰减（Nf50）方法［11］和归一化劲度模量峰值（NfNM）方法［12］.研究表明，Nf50适用于基质沥青，而NfNM更适用于改性沥青［13］.考虑到试验所用沥青包括基质和改性沥青，试验中依研究对象和试验条件选取不同方法.沥青混合料的自愈合发生在加载过程中和间歇期，依自愈合的发生时间不同，将自愈合分为即时自愈合和后期自愈合.即时自愈合伴随加载过程发生，通过改变加载频率来分析即时自愈合；后期自愈合在加载停止的间歇期内发生，通过变化间歇条件来分析后期自愈合.图1 试验混合料级配Fig.1 Gradation of asphalt mixture used表2 应变控制四点弯曲疲劳试验条件Table 2 Strain－controlled four point bending fatigue test parameters2 即时自愈合试验结果与分析对基质沥青、SBS改性沥青和TB 改性沥青混合料进行3个频率的疲劳试验.沥青用量为5%，应变水平为1 000×10－6，试验温度为15 ℃.试验发现，Nf50小于NfNM，且二者差值基质沥青较小，改性沥青较大.对于沥青材料，从Nf50到NfNM是微裂缝的形成与发展阶段，体现了沥青的愈合性能.由于自愈合能力强的沥青混合料Nf50与NfNM差值较大，因此可通过RL（即疲劳寿命比NfNM／Nf50）值来解释这种自愈合作用.图2 沥青混合料劲度模量与加载频率的关系Fig.2 Relationship of asphalt mixture stiffness and loading frequency图3 沥青混合料疲劳寿命比与加载频率的关系Fig.3 Relationship of RL and loading frequency沥青混合料劲度模量、疲劳寿命比与加载频率的关系见图2，3.由图2，3可见，随着加载频率的增加，沥青混合料的劲度模量增大；基质沥青AC13的疲劳寿命降低不明显，而改性沥青AC13的疲劳寿命降低显著.自愈合贯穿整个加载过程，不同沥青混合料的即时自愈合效果不同.SBS－AC13具有较好的即时自愈合效果，TB－AC13 次之，而基质沥青AC13的即时自愈合效果最弱.这与材料特性有关，因为SBS改性沥青在加载过程中产生了更多的耗散能，从而促进了沥青材料的自愈合.3 后期自愈合试验与结果分析本文将达到疲劳结束条件的试件经过各种愈合处理，再次进行疲劳试验.后期自愈合条件见表3.表3 后期自愈合条件Table 3 Conditions of after loading self－healing of asphalt mixture采用疲劳寿命恢复率（即愈合后增加的疲劳寿命／疲劳寿命）和劲度模量恢复率（即愈合后的劲度模量／初始劲度模量）来评价沥青混合料的愈合效果.试件经自愈合条件处理后，在室温静置1d，然后进行疲劳试验，试验结果见表4.3.1 自愈合条件的影响本文分别考察了A，B，C，D，E，F条件对沥青混合料自愈合的影响.从条件A 到条件F，沥青混合料自愈合时间不断延长，放置温度不断升高，荷载不断增大.自愈合条件对SBS改性沥青与AR 沥青混合料疲劳恢复的影响见图4.由图4 可见，当温度从15℃升高到70℃时（A～D），沥青混合料的整体愈合效果相当或稍有增加，70℃1d的疲劳寿命愈合效果即可达到50%左右，而常温需要数月（AR 混合料）甚至数年（SBS改性沥青混合料），表明高温短时间的愈合效果要优于低温长时间的愈合效果.在常温条件下，随着A，B，C 的自愈合时间增加，SBS改性沥青和AR 混合料的愈合效果均有所增加，且SBS改性沥青混合料的劲度模量前期恢复率较大（4个月恢复率已超过50%），疲劳寿命恢复率持续增大，7个月增加达14.0%，而AR 混合料的疲劳寿命恢复率只增加5%；经过高温1，2d 的自愈合后，SBS改性沥青混合料的疲劳寿命恢复率增加15%，而AR 混合料的疲劳寿命恢复率仅增加6.3%.在70℃时，从无荷载到有荷载（D，E），沥青混合料的劲度模量恢复率增大8%左右，而疲劳寿命相差不大甚至略有下降.综合比较A～F 的愈合条件，2种沥青混合料的劲度模量与疲劳寿命均有较大恢复，且劲度模量恢复率大于疲劳寿命恢复率；AR 混合料愈合情况优于SBS改性沥青混合料，且AR 混合料的疲劳寿命恢复率和劲度模量恢复率均在64.2%～74.6%之间，而SBS改性沥青混合料的疲劳寿命恢复率和劲度模量恢复率均在29.2%～74.8%之间.SBS改性沥青混合料的劲度模量恢复率和疲劳寿命恢复率变异系数分别为12.7%，24.8%，AR 混合料分别为5.7%，13.9%，说明AR混合料受自愈合条件的影响较小.变异系数的差异也反映出沥青混合料的疲劳寿命离散性较大，劲度模量离散性较小.表4 不同后期自愈合条件下沥青混合料的自愈合结果Table 4 Test results of after load self－healing of asphalt mixture图4 自愈合条件对SBS改性沥青与AR混合料疲劳恢复的影响Fig.4 Influence of healing conditions on recovery of SBS and AR asphalt mixture3.2 沥青用量的影响沥青用量对SBS 改性沥青和AR 混合料自愈合率的影响见图5.图5 沥青用量对SBS改性沥青和AR混合料自愈合率的影响Fig.5 Influence ofasphalt content on recovery of SBS and AR asphalt mixture由图5可见，随沥青用量的增加，2种沥青混合料的自愈合效果趋好，疲劳寿命和劲度模量的恢复率增加，且劲度模量恢复率均高于疲劳寿命恢复率.AR 混合料的恢复程度优于SBS改性沥青混合料，但其劲度模量恢复率对沥青用量较为敏感，沥青用量增加1%，劲度模量恢复率增加1.5%，与之相应，SBS改性沥青混合料的恢复率仅为0.7%.SBS 改性沥青混合料疲劳寿命恢复率随沥青用量增加有大幅增加，沥青用量增加1%，其疲劳寿命恢复率增加4.0%，而AR 混合料疲劳寿命恢复率随沥青用量增加略有下降，这可能与9%沥青用量下的自愈合条件苛刻有关.3.3 损伤程度的影响将SBS－AC13，TB－AC13疲劳试验后（对应疲劳寿命Nf50－0，模量Stiffness－0）的试件，先在50℃恒温烘箱中静置4h，然后在室温下静置1d，再进行第1次愈合后的疲劳试验（对应疲劳寿命Nf50－1，模量Stiffness－1，模量恢复率Recovery－1，下同），经过同样处理，进行第2次愈合后的疲劳试验，并以劲度模量比0.50为结束条件.因无法得到全部试验的Nf50和NfNM，采用较为稳定的初始劲度模量恢复率作为疲劳自愈合程度的评价标准，结果如表5所示. 表5 不同损伤程度的沥青混合料自愈合结果Table 5 Test results of after load self－healing of asphalt mixture under different damage ratio试验发现，以劲度模量比0.05结束疲劳试验的试件有明显裂纹，且SBS－AC13比TB－AC13更为明显，依据ROWE 等［14］的疲劳4阶段（调整、微裂缝产生、裂缝生成与发展、破坏）划分，该试件已经进入了裂缝生成与发展阶段；而采用劲度模量比0.20或0.50结束的试件尚处于平稳阶段，以劲度模量比0.80结束试验的试件尚在内部加热调整阶段.沥青混合料的损伤程度对劲度模量的影响显著，深度损伤（如以劲度模量比0.05为结束条件）的试件，其劲度模量恢复率仅为20%左右，而轻微损伤的试件，其劲度模量恢复率可达95%.在整体愈合率方面，SBS，TB改性沥青混合料第1次愈合后的疲劳自愈恢复率－1相当，但第2 次愈合后的疲劳自愈恢复率－2相差较大，且TB 改性沥青混合料的疲劳自愈恢复率－2大于SBS改性沥青混合料的疲劳自愈恢复率－2，表明TB 改性沥青混合料对多次疲劳加载的恢复能力大于SBS 改性沥青混合料，这可能与TB改性沥青特殊的胶粉大分子构成有关.4 结论（1）小梁试验验证了沥青混合料的自愈性能，自愈合分为即时自愈合和后期自愈合.（2）加载频率增加，沥青混合料劲度模量增加，疲劳寿命和疲劳寿命比降低.采用疲劳寿命比评价沥青混合料即时自愈合能力因沥青类型不同而异，本研究中SBS改性沥青混合料＞TB改性沥青混合料＞基质沥青混合料.（3）AR 混合料疲劳寿命受自愈合条件的影响较小，而对SBS改性沥青混合料的影响则较大.沥青混合料的劲度模量恢复率高于疲劳寿命恢复率，且疲劳寿命恢复率的离散性较大，劲度模量恢复率的离散性较小.（4）温度、时间、荷载、沥青用量对沥青混合料后期自愈合具有正面作用，而损伤程度具有负面作用.在高温条件下，荷载对自愈合的影响较小；沥青用量增加1%，SBS改性沥青混合料的疲劳寿命恢复率增加4%，而AR 混合料的疲劳寿命恢复率几乎无变化；轻微损伤（劲度模量比0.80）的多次愈合恢复率大于90%，而深度损伤（劲度模量比0.05）的多次愈合恢复率小于20%.参考文献：［1］BAZIN P，SAUNIER J.Deformability，fatigue and healing propertiesof asphalt mixes［C］∥The Third International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements.London：［s.n.］，1972：438－451.［2］DANIEL J S，KIM Y boratory evaluation of fatigue damage and healing of asphalt mixtures［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2001，13（6）：434－40.［3］GARCÍA Á.Self－healing of open cracks in asphalt mastic［J］.Fuel，2012，93：264－272.［4］KIM B，ROQUE R.Evaluation of healing property of asphalt mixtures ［J］.Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2006，1970（1）：84－91.［5］KIM Y R，WHITMOYER S，LITTLE D.Healing in asphalt concrete pavements：Is it real？［J］.Transportation Research Record，1994（1454）：89－96.［6］CARPENTER S H，SHEN S.Dissipated energy approach to study hot－mix asphalt healing in fatigue［J］.Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2006，1970（1）：178－185.［7］CASTRO M，SÁNCHEZ J A.Fatigue and healing of asphalt mixtures：Discriminate analysis of fatigue curves［J］.Journal of Transportation Engineering，2006，132（2）：168－174.［8］ZHANG Z.Identification of suitable crack growth law for asphalt mixtures using the superpave indirect tensile test（IDT）［D］.Gainesville：University of Florida，2000.［9］单丽岩.基于粘弹特性的沥青疲劳－流变机理研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.SHAN Liyan.Fatigue ＆rheology mechanism of asphalt binder based on viscoelastic characteristic［D］.Harbin：Harbin Institute ofTechnology，2010.（in Chinese）［10］姜睆.沥青胶浆自愈合能力研究［D］.武汉：武汉理工大学，2011.JIANG Huan.Research on the self－healing capacity of bitumen mastics［D］.Wuhan：Wuhan University of Technology，2011.（in Chinese）［11］AASHTO T321—2003 Standard method of test for determining the fatigue life of compacted hot－mix asphalt（HMA）subjected to repeated flexural bending［S］.［12］ASTM D7460－10 Standard test method for determining fatigue failure of compacted asphalt concrete subjected to repeated flexural bending［S］.［13］黄明.考虑多因素的沥青混合料疲劳性能评价与对比［D］.上海：同济大学，2013.HUANG Ming.Evaluation and comparison of fatigue performance of asphalt mixture considering multiple factors［D］.Shanghai：Tongji University，2013.（in Chinese）［14］ROWE G M，BOULDIN M G.Improved techniques to evaluate the fatigue resistance of asphaltic mixtures［C］∥Proceedings of the 2nd Eurasphalt ＆Eurobitume Congress.Barcelona：［s.n.］，2000：754－763.。

沥青混合料疲劳试验

沥青混合料疲劳试验沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料在交通载荷作用下的疲劳性能的一种重要方法。

本文将介绍沥青混合料疲劳试验的目的、试验方法、试验结果的分析以及对道路工程的意义。

一、试验目的沥青混合料疲劳试验的主要目的是评估沥青混合料在交通载荷下的疲劳性能，以确定其在实际道路使用中的耐久性和寿命。

通过疲劳试验，可以了解沥青混合料在长期交通荷载下的变形和破坏情况，为道路工程的设计和施工提供科学依据。

二、试验方法沥青混合料疲劳试验通常采用梁式疲劳试验机进行。

试验时，将沥青混合料制成试件，然后在试验机上施加交通载荷，通过循环加载和卸载的方式模拟实际道路上的交通荷载作用。

在试验过程中，记录试件的应力、应变和循环次数等参数，以评估沥青混合料的疲劳性能。

三、试验结果分析通过沥青混合料疲劳试验得到的试验结果可以进行多方面的分析。

首先，可以通过绘制应力-循环次数曲线来评估沥青混合料的疲劳寿命。

曲线的形状和斜率可以反映沥青混合料的疲劳特性。

其次，可以计算出试件的疲劳强度和疲劳指数等参数，用于评估沥青混合料的疲劳性能。

此外，还可以通过观察试件的破坏形态和表面裂纹情况，进一步分析沥青混合料的疲劳破坏机制。

四、对道路工程的意义沥青混合料疲劳试验对道路工程具有重要的意义。

首先，通过评估沥青混合料的疲劳性能，可以选择合适的沥青混合料类型和配合比，以提高道路的耐久性和使用寿命。

其次，可以根据试验结果对道路结构进行优化设计，以减少疲劳损伤和维修成本。

此外，疲劳试验还可以用于评估不同施工工艺和材料改性方法对沥青混合料疲劳性能的影响，为道路工程的技术改进提供参考。

沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料疲劳性能的重要方法。

通过试验可以评估沥青混合料的疲劳寿命、疲劳强度和疲劳指数等参数，为道路工程的设计和施工提供科学依据。

沥青混合料疲劳试验的结果分析可以帮助优化道路结构和材料选择，提高道路的耐久性和使用寿命。

因此，沥青混合料疲劳试验在道路工程中具有重要的应用价值。

沥青混凝土的SCB弯曲疲劳试验研究

使用寿命，从而节约建设养护费用，大大提高道路的社会效
益和经济效益。
沥青路面疲劳开裂主要是荷载和环境因素作用所引起的弯拉应力重复作用引起的。目前国内最常用的以弯拉为手段的疲劳试验方法是小梁弯曲疲劳试验，但是小梁试件现场
取样比较困难，试件制作过程复杂，人工成本较高。半圆弯拉疲劳试验（国外称之为Ｓｅｍｉ — ＣｉｒｃｕｌａｒＢｅｎｄｉｎｇＴｅｓｔ）作为～种新的方法越来越多地应用于沥青混合料的疲
劳分析＿ｌＪ，该方法有以下优点［Ｚ３１： ①所用试件来源多样，成型便捷； ②试验装置简单； ③ 破坏形式以张拉为主，可以很好描述沥青混合料的弯拉疲劳。半圆弯拉疲劳试验的结构示意图
图１半圆疲劳试验装置
１分析对象
沥青混凝土ＡＣ２５，混合料采用ＳＢＳ改性沥青，集料来自山东临沂。经过配合比设计，取３．８的油石比，矿粉含量
摘
要进行了沥青混凝土的半圆弯曲疲劳试验，得到了不同条件下ＳＣＢ疲劳寿命，分析了疲劳寿命与影响因
素的关系，并通过ＳＣＢ试验结果进行了疲劳寿命与影响因素的回归分析。
关键词沥青混凝土；ＳＣＢ弯曲疲劳；疲劳规律；非线性回归
０引言
示。
（２）试验温度。选取１０￣Ｃ、１５％和２０￣Ｃ为试验温度。
上的平行试验无法准确描述材料的疲劳特性。因此本文每种
・

沥青混合料低温小梁弯曲试验

沥青混合料低温小梁弯曲试验沥青混合料在使用过程中大多数存在于低温环境中，长期处于低温环境下可能会导致沥青混合料的疲劳断裂和裂缝扩展。

因此，开展沥青混合料的低温性能评价是十分必要的。

本文采用小梁弯曲试验方法，对沥青混合料在低温下的性能进行测试。

试验设计本试验主要是为了验证沥青混合料的低温性能，采用小梁弯曲试验法进行测试，测试仪器为底板式小梁弯曲试验仪。

试样的制备采用了JCJ113-2007《公路工程沥青混合料试验规程》标准的要求，试样形状为矩形，尺寸为100mm*10mm*10mm。

本次试验选取了4种不同类型的沥青混合料，分别为普通级沥青混合料、高粘度级沥青混合料、分级沥青混合料和高温稳定性沥青混合料。

对于每种沥青混合料，我们制备了8个试样作为测试样本，其中4个试样进行低温小梁弯曲试验，另外4个试样作为备用样本进行复验。

试验环境设置本次试验的低温环境温度为-18℃，采用的试验程序为：试样预处理24小时，置于-18℃环境中2小时，然后进行小梁弯曲试验。

试验结果根据试验结果，我们得出了以下结论：1.不同类型的沥青混合料在低温下的弯曲性能也不同，其中分级沥青混合料的弯曲性能最好，其次是高温稳定性沥青混合料、高粘度级沥青混合料和普通级沥青混合料。

3.低温下沥青混合料的弯曲性能指标受环境温度的影响较大。

在-18℃下测试，弯曲性能较好的沥青混合料在更低温度下可能会失去其优势。

4.同一种沥青混合料在低温下的弯曲性能指标也具有较强的随机性，不同样品的弯曲性能指标差异较大。

因此，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。

结论本文通过小梁弯曲试验研究了不同类型沥青混合料在低温环境下的性能，并得到了较为清晰的评价结果。

因此，建议在使用沥青混合料时，根据其所处的环境温度和要求的弯曲性能指标选择合适的沥青混合料。

同时，需要注意到低温下沥青混合料的随机性较大，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。

沥青混合料的疲劳试验及其影响因素

沥青混合料的疲劳试验及其影响因素摘要：疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。

应用现象学法主要是进行疲劳试验，得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。

力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑，并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析，从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。

关键词：沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法1 概述路面使用期间，在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下，损伤逐渐累积，路面结构强度逐渐下降，当荷载作用次数超过一定次数之后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。

这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性，引起应力集中而出现微裂隙，应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合，从而不断减少有效的承受应力的面积，造成材料的刚度和强度逐步下降，最终在反复作用一定次数后导致破坏。

材料抵抗疲劳破坏的能力，可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。

疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。

沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用，其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。

沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。

2沥青混合料的疲劳试验疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一，人们对其试验研究方法给予了很大的关注，归纳起来可以分为四类：一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验，如美国的AASHO试验路，历时三年才完成；二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重型车辆模拟车（HVS ）、澳大利亚和新西兰的加速加载设备（ALF ）、美国华盛顿州立大学的室外大型环道、长沙理工大学的亚洲最大的路面直道实验中心和重庆公路研究所的室内大型环道疲劳试验等；三是试板试验法；四是室内小型试件的疲劳试验。

沥青混合料四点弯曲疲劳实验模块实验原理

沥青混合料四点弯曲疲劳实验模块实验原理一、材料疲劳行为沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，其在长时间和重复载荷的作用下会表现出明显的疲劳行为。

在疲劳过程中，沥青混合料的力学性能会发生变化，逐渐降低至失效。

因此，了解沥青混合料的疲劳行为对于评估其使用寿命和耐久性具有重要意义。

二、弯曲应力分析四点弯曲疲劳实验是一种常用的测试方法，用于评估沥青混合料在重复弯曲应力作用下的性能。

在实验中，试样放置在两个相对的支撑点上，并在试样的中部施加弯曲应力。

随着应力的重复加载，试样内部的应力分布发生变化，导致其性能逐渐降低。

三、重复加载条件在四点弯曲疲劳实验中，试样需要承受重复的弯曲应力。

这些应力的频率、幅值和循环次数等参数对于实验结果具有重要影响。

通过对这些参数的调整，可以模拟不同使用条件下的疲劳损伤。

四、疲劳损伤机制在重复加载条件下，沥青混合料内部会发生微裂纹、颗粒破碎和粘聚力损失等损伤机制。

这些损伤会导致试样的强度和刚度逐渐降低，最终导致断裂失效。

通过对这些损伤机制的研究，可以深入了解沥青混合料的疲劳性能和耐久性。

五、实验数据处理实验数据处理是四点弯曲疲劳实验的重要环节之一。

通过对实验数据的分析，可以得出试样的应力-应变曲线、弹性模量、弯曲强度等力学性能参数。

同时，还可以计算试样的疲劳寿命和损伤因子等指标，以评估其耐久性。

六、寿命预测模型基于实验数据和理论分析，可以建立寿命预测模型，用于估算沥青混合料在不同条件下的使用寿命。

这些模型通常考虑材料的性能参数、环境因素和使用条件等因素，通过数学公式或计算机模拟方法进行预测。

七、材料优化建议通过对四点弯曲疲劳实验结果的分析，可以为沥青混合料的优化提供建议。

例如，调整原材料的配比、添加增强剂或优化加工工艺等措施可以提高材料的耐久性和使用寿命。

此外，还可以针对特定的使用环境和工程要求，选择适合的沥青混合料类型和设计方法。

八、实验局限性评估虽然四点弯曲疲劳实验是一种有效的测试方法，但仍存在一定的局限性。

沥青混合料四点弯曲疲劳试验

沥青混合料四点弯曲疲劳试验1. 引言嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个可能听起来很呕心兑现话题，但实际上却超有意思的内容——沥青混合料四点弯曲疲劳试验！或者你可以叫它“沥青测试派对”，因为在这个过程中，我们要通过实验来探讨沥青在轮胎下“跳舞”的表现，会不会像舞王一样潇洒自如，还是像个没节奏的菜鸟，在马路上摇摇欲坠。

想想都刺激~在路面上开车的时候，车子在不同的温度、湿度、品味各异的路况下，沥青混合料究竟会发生些什么？市面上卖的各种沥青材料有啥不同的性能？其实，这可是我们必须搞明白的事情，毕竟，安全驾驶可是大事，要是连路面都自己“出轨”，那可就不妙了。

2. 什么是四点弯曲疲劳试验？2.1 概念介绍那么，四点弯曲疲劳试验到底是个啥玩意儿呢？简单来说，这个实验主要用来测试沥青混合料在疲劳作用下的强度和韧性。

别担心，我没想让你考上研究生，而是想给大家普及一下这个原理。

就像你在高强度锻炼时，是否会出现“腿软”的感觉一样，当沥青混合料被反复弯曲时，它也会体验到“疲倦”。

我们要通过实验来探究它到底能撑多久，不至于先“心态崩溃”。

2.2 实验过程好，具体的实验过程就有点像拍电影，得有个富有想象力的导演。

我们要先把老大沥青混合料准备好，之后用专门的设备把它放入四点弯曲的试验机里。

哎呀，真是有点儿科技感啊，想象一下，沥青混合料就像个大明星，正在舞台上被聚光灯照耀。

我们通过施加一定的力量，让它在四个接触点弯曲，不断测试着它的极限。

3. 实验数据分析3.1 数据解读到了最后，大家最期待的结果终于来了！经过几轮的肃穆试炼，咱们得到了实验数据，可以说这就像考试成绩一样，让人既紧张又期待。

通过观察沥青的变形、裂纹等现象，我们能得出它的疲劳寿命，多长时间它才能安稳地工作，真是“人间不值得”般的反复折腾！有的沥青混合料恰如其分，毫无怨言地维持着；有的就似乎“心有余而力不足”，一下子就那么崩塌了，简直让人心疼。

3.2 生活中的应用要知道，这些数据不仅仅是纸上谈兵，它们能让我们更好地选择和使用沥青材料。

沥青混合料弯曲试验

沥青混合料弯曲试验一、目的与适用范围1.1本方法适用于测定热拌沥青混合料在规定温度和加载速率时弯曲破坏的力学性质。

试验温度和加载速率根据有关规定和需要选用，如无特殊规定，采用试验温度为15℃±0.5℃；当用于评价沥青混合料低温拉伸性能时，采用试验温度-10℃±0.5℃，加载速率宜为50mm/min。

采用不同的试验温度和加载速率时应予注明。

本方法适用于由轮碾成型后切制的长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±2.Omm的棱柱体小梁，其跨径为200mm±0.5mm;当采用其他尺寸时，应予注明。

二、仪具与材料技术要求2.1万能材料试验机或压力机：荷载由传感器测定，最大荷载应满足不超过其量程的 80%且不小于量程的20%的要求，宜采用1kN或5kN，分辨率0.01kN。

具有梁式支座，下支座中心距200mm，上压头位置居中，上压头及支座为半径10mm的圆弧形固定钢棒，上压头可以活动与试件紧密接触。

应具有环境保温箱，控温准确至±0.5℃，加载速率可以选择。

试验机宜有伺服系统，在加载过程中速率基本不变。

2.2跨中位移测定装置：LVDT位移传感器。

2.3数据采集系统或X-Y记录仪：能自动采集传感器及位移计的电测信号，在数据采集系统中储存或在记录仪上绘制荷载与跨中挠度曲线。

2.4恒温水槽：用于试件保温，温度范围应满足试验要求，控温准确至±0.5℃。

当试验温度低于0℃时，恒温水槽可采用1：1的甲醇水溶液或防冻液作冷媒介质。

恒温水槽中的液体应能循环回流。

2.5卡尺。

2.6秒表。

2.7温度计：分度值0.5℃。

2.8天平感量不大于O.lg。

其他：平板玻璃等。

三、方法与步骤3.1准备工作3.1.1采用本规程T 0703沥青混合料轮碾成型的板块状试件，用切割法制作棱柱体试件，试件尺寸应符合长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±2.Omm的要求。

预切口沥青混合料小梁疲劳试验

沥青混合料马歇尔试验计量标准实测值
单位要求１
２
３
４平均值
稳定度／ＭＳｋＮ ≥６．０１４．３５１４．２６１４．７４１４．３３１４．４２浸水残留稳定度／ＭＳｏ％
作者简介：杨海玲（１９７５一），女，广东大埔人，工程师，研究方向：道路
检测。
含腊量／蒸馏法密度／１５ ℃ 溶解度／Ｚ氯乙烯表２指标
％ｇ／ｃｍ％
实测 ≥ ９９
１．０３１９９．５
９１．５
裂纹的扩展行为，其用三点弯曲试验，利用预切口偏离加载中点来形成裂纹的复合模式，但由于试验条件的限制，
没有采用疲劳荷载加载模式，只进行了单压试验。
闪点／ＣＯＣ
℃
≥２３Ｏ
３２０
本文考虑到沥青路面实际的工作特性，进行预切口小
试验，其结果显示为，对于Ｉ — ＩＩ复合型裂纹的扩展初期表现出复合裂纹扩展特性，随着裂纹的继续扩展，表现出Ｉ型裂纹特征，随着预切口到加栽中心距离的增大，沥青混合料小梁的疲劳寿命增大；对于连续级配沥青混合料，最
大粒径越大，小梁的疲劳寿命越长。关键词：裂纹扩展规律；预切口小梁疲劳断裂试验；
梁疲劳断裂试验。由此而设计的沥青混合料小梁三点弯曲疲劳试验，通过在小梁底部预切半圆形切口，使小梁在重复荷载作用下发生复合裂纹的萌生、扩展，并模拟多条裂纹的相互影响。试验方案如图１所示。图ｌ（ａ）为三点弯曲疲劳试验示意图，荷载Ｐ采用半正矢波函数，小梁尺寸为５０×５０×３００（ｎ１ｍ）。图１（ｂ）为裂纹萌生和扩展模拟试件。裂纹萌生和扩展是同一次疲劳试验的两个阶段，其中第一阶段为裂纹萌生，第二阶段为裂纹扩展。半圆形切口ｒ０＝１５删通过切口圆心与加载中点距离ａ的变化实现裂纹的不同工况。每次试验记录裂纹萌生、扩展时程，包括小梁切口附近的应变、挠度，裂纹萌生寿命、长度，阶段裂纹方向、长度以及不同长度对应的荷载周次。

用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能

用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能摘要沥青混合料的疲劳开裂是沥青路面的主要病害,因此提出适当的研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法和指标,以控制或消除沥青路面的疲劳开裂是一个重要研究课题。

由于控制应力弯曲疲劳试验能够准确模拟沥青路面在长期行车荷载作用下的疲劳开裂过程,因此本文介绍了该试验方法及其评价指标,并利用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价分析。

关键词沥青混合料;抗疲劳性能;控制应力弯曲疲劳试验;评价指标;性能分析中图分类号u416.2 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)22-0043-020 引言沥青混合料疲劳性能是指其在特定荷载环境与气候环境条件下抵抗重复加载作用而不产生破裂的能力。

疲劳损坏是沥青混凝土路面最主要的破坏形式之一。

为了保证沥青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各国沥青路面设计方法均以路面疲劳特性作为基本设计原则,国内外研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多,其中控制应力弯曲疲劳试验是研究沥青混合料抗疲劳性能的最有效方法。

本文介绍控制应力弯曲疲劳试验,并采用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价,提出沥青混合料抗疲劳性能的评价指标,分析ac-13沥青混合料其抗疲劳性能变化规律。

1 沥青混合料抗疲劳评价方法概述国内外研究沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多种,综合目前已有的研究成果,沥青路面疲劳特性试验方法主要包括:1)现场试验法;2)试槽法;3)试板试验法(也称为试块法);4) 试件法;5)槽口弯曲疲劳试验等。

如此繁多的试验方法,如何选择。

本论文从试验的可操作性、试验结果的可直接应用性及国内对抗疲劳性能的相关规定要求考虑,采用控制应力简支梁弯曲疲劳试验法进行应力控制的疲劳试验,研究沥青混合料的疲劳性能,为沥青混合料的设计与施工提供指导。

2 简支梁弯曲疲劳试验原理本文采用中点加载简支梁弯曲试验法,加载模式为控制应力方式。

沥青混合料弯曲试验（五篇材料）

沥青混合料弯曲试验（五篇材料）第一篇：沥青混合料弯曲试验沥青混合料弯曲试验实施细则1、适用范围本方法适用于测定热拌沥青混合料在规定温度和加载速率时弯曲破坏的力学性质。

本方法适用于由轮碾成型后切制的长250mm±2.0mm，宽30mm±2.0mm，高35mm±2.0mm的棱柱形小梁，其跨径为200mm±0.5mm 试验温度无特殊规定为15℃±0.5℃。

当用于评价沥青混合料低温拉伸性能时为-10℃±0.5℃，加载速率为50mm/min，在加载过程中速率基本不变。

2、引用标准JTJ052-2000《公路沥青及沥青混合料试验规程》3、检测仪器万能材料试验机或压力机：最大荷载满足不超过量程的80%且不小于量程的20%的要求，一般采用1kN或5kN，分度值为10N。

具有梁式支座，上压头可以活动与试件紧密接触。

坏境保温箱，控温紧密度±0.5℃。

数据采集系统或X-Y记录仪：能自动采集传感器及位移计的电测信号，在数据采集系统中储存或在X-Y记录仪上绘制荷载与跨中挠度曲线。

恒温水槽、卡尺、温度计、天平等。

4、试件准备按本规程T0702沥青混合料试件制作方法由轮碾成型的板块试件上切割，尺寸应符合长250mm±2.0mm，宽30mm±2.0mm，高35mm±2.0mm的要求。

在跨中及两支点断面用卡尺量取试件的尺寸，当两支点断面的高度或宽度之差超过2mm时，试件报废。

跨中断面的宽度为b，高度h，取相对两侧的平均值，准确至0.1mm。

将试件置于规定温度的恒温水槽中保温45min或恒温空气浴中3h以上，直至试件内部温度达到要求的试验温度±0.5℃为止，保温时试件之间距离应不小于10mm。

5、试验步骤将试件对称安放在支座上，试件上下方向与试件成型时方向一致。

将荷载传感器、位移计与数据采集系统或X-Y记录仪正确连接，以X轴为位移，Y轴为荷载，选择适宜的量程后调零。

疲劳试验及几种试验方法的比较

现象学法
应力控制
应变控制
保持挠度或试件底部应变峰谷值不变
表征公式
表征公式
施加荷载（应力）的峰谷值不变
试件完全断裂
现象学法中，把材料出现破坏的重复应力值称作疲劳强度，相应的应力重复作用次数称为疲劳寿命。
劲度下降到初始劲度的50%或更低
影响沥青路面疲劳寿命的因素
（1）荷载历史（2）加载速率（3）施加应力或应变波谱的形式（4）荷载间歇时间（5）试验方法和试件形状
85
80
67
温度
99
98
99
应力水平
88
80
76
*
不同试验方法影响敏感性分析结果
四点弯曲
间接拉伸
梯形悬臂梁弯曲
四点弯曲
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸
不同试验方法可靠性分析结果
评价指标
四点弯曲
梯形悬臂梁
间接拉伸
劲度模量
变化系数（%）
12.3
11.4
19.7
采样方差（In psi)
0.01
0.014
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸ห้องสมุดไป่ตู้
可靠性分析
不同试验方法影响合理性分析结果
评价指标
四点弯曲
梯形悬臂梁
间接拉伸
平均劲度模量
0℃
2,454,700
1,978,100
3,712,400
20℃
425,100
1,063,100
1,211,300
平均疲劳寿命
0℃
5,834,000
488,800
214,900
20℃
34,500
1.0
双轴向

石灰岩沥青混合料疲劳试验研究

３７
１１．８
２．６５
０６．
１９
０３．
ｌ．３５
０１．５
１０
００５．７
６
＜．７００５
筛余
５
１．８５
２．３５
１６
Hale Waihona Puke ｌ．Ｏ５７５．
５５．
３５．
４
６
本试验研究所采用的沥青为韩国产埃索７０号重交沥青，该沥青各项技术指标满足国家
由表３可看出：沥青混合料的初始劲度模量随着施加应变水平的增加而逐渐减小。
３疲劳寿命试验结果分析
疲劳寿命均值汇总见表４。
表４疲劳寿命均值汇总混合料类型应变水平／ｓ疲劳寿命均值／平行试件数次
２试验条件的选择与确定２１应变水平的选择与确定．进行的疲劳试验过程中，所有的应变水平调
件在进行疲劳试验之前达到试验温度。
１级配、材料和试验条件的选择
提出应变控制方式下沥青混合料的疲劳性能预估
模型。本研究所采用的集料严格控制质量，并按照试验要求的级配严格进行配料，将所配好的矿料
在烘箱中预热至高于拌合温度约１￣５Ｃ，在拌合
来越脆。大量的检测和疲劳数据表明，过脆的材
ｍｍ。碾压成型后的试板，采用割石机切割成３５ｍ × ５ｍ × ０ｍｍ的标准四点弯曲小梁试８ｍ６ｍ５

沥青混合料疲劳性能研究

对于室内小型试验, 车轮荷载的加载时间可以根据V an der Poel 的公式来确定
t = 1 (2Πf ) 当加载频率为 10 H z 时, 与国外大多数研究所选择的加载频率相同, 加载时间为
t = 1 (2Πf ) = 01016 s 01016 s 的加载时间对沥青混合料路面表面大致相当于 60～ 65 km h 的行车速度。中国现行的《公路工程技术标准》规定的汽车专用公路的计算行车速度范围为 40～ 120km h, 可见选择 10 H z 的荷载频率是合适的。 213 荷载波形
在常温条件下, 沥青混合料表现为显著的粘弹性质。随着荷载作用次数的增加, 试件挠曲残余变形逐渐增大, 材料的劲度 (或模量) 逐渐减小, 微裂缝不断发展, 最终完全断裂。由于这种表述方式比较简单明确, 试验数据稳定, 因此, 在控制应力方式下通常
2 2 交通运输工程学报 2001 年
程, 为以后应用作准备。试验结果见表 2 及图 1。随
表列出交通部重庆公路研究所及哈尔滨建筑工程学
院的部分试验结果。其中应力单位为M Pa, 应力以应力差表示。
图 1 中国高等级公路常用沥青混合料间接拉伸疲劳试验结果
从表 2 及图 1 中可看出各单位所做疲劳结果 n 值比较接近, 变化在 3141～ 4182 之间, 说明弯曲与间接拉伸试验结果有可能互换; K 值变化较大, 但同一单位材料间 K 值相差不多, 说明沥青混合料的疲劳性能同原材料性质有较大关系。如本研究所用沥青性能较好, 其疲劳寿命明显高于国产沥青混合料。混合料级配也对疲劳寿命有一定影响。本研究所用ESSO 70# 、SH ELL 70# 沥青混合料及哈尔滨建
收稿日期: 2000210218 作者简介: 许志鸿 (19392) , 男, 福建龙海人, 同济大学教授, 从事路基与路面研究.

集料复配情况下沥青混合料小梁弯曲试验研究

集料复配情况下沥青混合料小梁弯曲试验研究
沥青混合料是沥青作为细部材料，并以细度适宜的聚热稳定性河床砂(SSS)的添加物
精制而成的立体结构，它能够提高沥青的可靠性、表面质量和机械性能。

由于沥青混合料
的增强性能，它往往是干式沥青路面构造内混凝土结构体系非常重要的组成部分。

为了研
究使用不同配合比沥青混合料小梁施加反复拌和荷载后的性能变化，以及拌和的剪切耗能，本文旨在对沥青混合料小梁的弯曲性能进行研究，包括平板试验、室内水洗试验和反复加
载试验。

本研究的实验样品，采用我国规定的粗度受控的无接触沥青混合料，其中沥青为613
聚热稳定沥青，SSS为河床砂。

经过混合，混合后取出50kg砼作为沥青混合料小梁样品。

实验台面采用C50混凝土或砖垫，小梁样品按梁长为250mm、宽度为100mm和厚度25mm，
依次选择沥青混合料作为样品，采用规范的方便实施弯曲试验。

其中，平面弯曲实验、室
内水洗实验和反复加载实验分别使用定位装置和台式弯曲机，台式拌和机和台式拌和机和
室内水洗实验，测试时测量梁高、梁宽和弯曲杆直径，并记录拌和时间、拌和频率、拌和
力度和拌和剪切耗能。

本实验结果表明，采用砂性受控沥青混合料作为小梁样品，弯曲强度随拌和次数的增
加而减弱，弯曲稳定度较低；而拌和耗能大小对梁的弯曲及抗弯性能影响不明显。

随着拌
和次数的增加，小梁抗弯强度线性下降，这可能是拌和过程产生的应力集中、拌和后的体
积变形分布不均、以及拌和过程中混合料中的空气团等复杂原因造成的。

根据实验研究，
可以提出应使用严格控制的粗度沥青混合料，应加强拌和过程控制，保证质量平衡和提升
材料的抗弯强度。