专利名称：：一种沥青混合料低温疲劳性能试验测定方法
技术领域：
：本发明涉及低温疲劳性能的测试方法，属于道路工程领域，特别涉及一种沥青混合料低温疲劳性能试验测定方法。
背景技术：
：目前，国内外许多学者进行了不少沥青路面裂缝方面的室内试验，如直接拉伸疲劳试验、劈裂试验、弯曲拉伸疲劳试验等，但多为针对普通沥青混合料的试验，而对于低温条件下变形能力依然突出的应力吸收层混合料，这些方法都有一定的局限性。直接拉伸疲劳试验因试件与拉伸压头之间的连接困难，且难以确保试件的轴线与试验拉伸中线一致而不出现扭曲；劈裂试验因离散性较大，且不能反映试件的疲劳作用特性而较少使用；低温弯曲试验因应力吸收层混合料梁底弯拉应变太大而使该试验难以实施，且不能反映混合料的疲劳特性。而其他大尺寸板反射裂缝疲劳试验台虽然可较好地模拟沥青加铺层反射裂缝的产生、发展过程，但大型疲劳试验耗费材料多、费用高、试验周期长，对同一种结构不可能做多组平行试验，这就有可能造成试验结论的偏差。国外Luther等人、美国加州大学Berkeley分校利用室内模型试验进行了反射裂缝的足尺试验研究，试验结果表明沥青混合料加铺层在受到车辆荷载垂直作用而产生剪切破坏的同时，还受到温度变化所引起的水平应力作用，加铺层出现的裂缝形式属于压剪综合作用下的混合型裂缝，其裂缝的产生与扩展是一个疲劳过程，而本试验就是在这样一种压剪交互作用下使试件破坏，更好的模拟了这种特殊混合料的抗裂作用特点。对于其他普通混合料也可以釆用该方法，评价其低温和疲劳性能。
发明内容本发明的目的在于提供一种沥青混合料低温疲劳性能试验测定方法，该方法简单易行，具有经济实用，可操作性强的特点，较之传统的拉伸疲劳和小梁弯曲疲劳试验。本发明的技术方案是这样实现1)取直径为150mm,径向高75mm，厚度50mm的半球形试件，试验测试之前应确保半球形试件在温控箱内的保温时间在6小时以上，温控箱内试验温度为-20'C20。C;2)采用带有圆柱体上压头和圆柱体下压头的加载设备对半球形试件进行加载，加载设备全部放置于温控箱内，圆柱体下压头支座之间间距为50mm120mm;3)低温疲劳试验的评价指标是0，2倍应力比，对半球形试件加载速率为50mm/min，疲劳加载频率IOHZ，读取正弦波条件下的疲劳次数，从而验证沥青混合料的低温疲劳性能，疲劳次数大于10万次的试件为低温疲劳性能合格的试件。圆柱体直径为28.5mm，径向高为53mm的上压头。本发明具有以下优越性①试验过程简便，不需添加新设备，可直接应用现有MTS或具有动态加载模式的其它加载设备；②能够充分利用旋转压实试件，将一个旋转压实试件切割为四个半球形试件，使测试结果稳定，且平行结果离散性小；③避免了普通拉伸试验轴向对中的了困扰；④能真实模拟路面的实际压剪受力状态。图1是本发明的半球形试件及加载设备示意图。下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。具体实施例方式参照图1所示，平台6上设置滑板槽，下压头支座5与滑板槽滑动连接，下压头支座5上设置半圆形槽1，半圆形槽1内安置圆柱体下压头4，圆柱体下压头4上支撑半球形试件3，支撑半球形试件3顶端接触圆柱体上压头2，圆柱体上压头2安置在施力压头9内的半圆形槽1中，施力压头9与施力杆7连接。实施例1、利用计算机通用程序ANSYS进行计算，采用程序中SOLID45块单元对半球形试件进行离散。计算参数中，半球形试件直径(D)为150mm，弹性模量取为800E/MPa，密度假定2350Kg/m3，荷载用均布荷载1515x3N/m进行模拟，边界条件设为两边简支。调整支撑点距离，计算出试件底缘中部最大正应力随支撑点间距的变化情况(见下表l)。表l试件底缘中部应力变化情况<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>荷载一定的情况下，试件底缘中部最大拉应力随着支座间距的增大而减小，而支座间距为大于0.8D时，易产生支座处的局部受压破坏，且试验数据不稳定。而支座间距选取0.8D(即120mm)时试件底部的破坏应力最大，且试验数据相对稳定，便于试验、节省试验时间。2、采用旋转压实的成型方式，成型至少六个平行试件，把压实成型后的试件进行切割，使其成为直径150mm，径向高75mm，厚度50mm的半球形试件。3、将试件和压头控温于O'C环境箱中，确保试件的保温时间在6小时以上。4、进行低温破坏试验测试最大破坏荷载。确保上压头位置居中，支座间距为0.8D，破坏荷载加载速度50mm/min，加载至破坏，采集并分析试验过程中的压力和变形数据；将平行试件的数据进行平均。5、取0.2倍的破坏荷载作为疲劳荷载，疲劳加载频率IOHZ,波形为正弦波，进行疲劳试验。采集试验过程中的加载次数和变形数据，将平行试件的数据进行平均，得到温度为O'C，0.2应力比下的疲劳次数。权利要求1.一种沥青混合料低温疲劳性能试验测定方法，其特征在于，1)取直径为150mm，径向高75mm，厚度50mm的半球形试件，试验测试之前应确保半球形试件在温控箱内的保温时间在6小时以上，温控箱内试验温度为-20℃～20℃；2)采用带有圆柱体上压头和圆柱体下压头的加载设备对半球形试件进行加载，加载设备全部放置于温控箱内，圆柱体下压头支座之间间距为50mm～120mm；3)低温疲劳试验的评价指标是0.2倍应力比，对半球形试件加载速率为50mm/min，疲劳加载频率10HZ，读取正弦波条件下的疲劳次数，从而验证沥青混合料的低温疲劳性能，疲劳次数大于10万次的试件为低温疲劳性能合格的试件。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，圆柱体上下压头直径为28.5mm，径向高为53mm。全文摘要本发明公开了一种沥青混合料低温疲劳性能试验测定方法，该方法试验测试之前将半球形试件在温控箱内的保温时间在6小时以上，温控箱内试验温度为-20℃～20℃；采用带有上压头和下压头的加载设备对半球形试件进行加载，加载设备全部放置于温控箱内，下压头支座之间间距为50mm～120mm；低温疲劳试验的评价指标是0.2倍应力比，对半球形试件加载速率为50mm/min，疲劳加载频率10Hz，读取正弦波条件下的疲劳次数，从而验证沥青混合料的低温疲劳性能，疲劳次数大于10万次的试件为低温疲劳性能合格的试件。该方法简单易行。文档编号G01N33/42GK101299040SQ20081001804公开日2008年11月5日申请日期2008年4月25日优先权日2008年4月25日发明者丹刘,燕周,廖卫东,陈华鑫,陈拴发申请人:长安大学