疲劳试验及几种试验方法的比较.ppt
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1、疲劳试验及几种试验方法的比较 冉孟竺 内容摘要内容摘要 概述 沥青混合料动态特性 沥青混合料疲劳力学模型 影响沥青路面疲劳寿命的因素 4 1 2 3 5 沥青混合料的疲劳试验方法 概述概述 路面疲劳破坏特征 裂缝是疲劳的表现,取决于 荷载水平(应力比或应变比) 重复次数 车辆驶过路面时的受力状况 沥青混合料动态特性沥青混合料动态特性 目前我国在通过试验取得材料参数和对沥青混合料 进行性能的研究时,材料试件的受力状态基本上是 静态的,没有考虑材料在动态荷载下的动态性能。 导致路面设计的两大问题: 试验所得性能与参数不能充分反映行驶中汽车荷载作用下 材料的真实性能 使得设计中的理论弯沉计算值与实测
2、结果不符,从而不得 不在规范中引入一项综合系数来进行修正 沥青混合料动态性能参数 劲度 复合 模量 抗压 强度 表征沥青混合料动态性能参数主要有 回弹 模量 影响沥青混合料动态模量因素 影响因素 试验温度 加载力与方式 加载频率 试件尺寸 随温度升高,沥青混合料的劲度 呈降低趋势 采用的加载频率在120Hz 动态模量随荷载频率的增加而增大 试件尺寸 加载频率 加载力大小与加载 方式 试验温度的影响 荷载越大,动态模量越大 美国ASTM 要求尺寸高径比1:2 我国现行测试方法使用高径比1:1 沥青混合料疲劳力学模型沥青混合料疲劳力学模型 现象学法能量法 综合目前的研究成果,沥青路面疲劳特性的研究
3、方法基本可分 为三类: 力学近似法 疲劳破坏的定义 按照传统的定义,材料疲劳破坏的最终结果 是断裂。 美国试验与材料协会(ASTM)公布的“疲劳 试验及数据统计分析术语”将其表述为“材料某点 或若干点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动 后形成裂纹或者发生断裂,使得材料发生局部的 或者永久的结构变化的这一发展过程,称之为疲 劳 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
4、命的因素影响沥青路面疲劳寿命的因素 Image information in product Image : Note to customers : This image has been licensed to be used within this PowerPoint template only. You may not extract the image for any other use. (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 荷载条件 材料性质 环境条件 (1)混合料劲度 (2)混合料沥青用量 (3)沥青的种类
5、和硬度 (4)沥青混合料的空隙率 (5)集料表面性状 (1)温度 (2)湿度 沥青混合料的疲劳试验方法沥青混合料的疲劳试验方法 现象学法进行疲劳试验的方法归纳起来可 以分为四类: 1、实际路面在真实汽车荷载下的疲劳破坏试验 2、路面结构在模拟汽车荷载作用下的疲劳试验 研究 3、试板试验 4、试验室小型试件的疲劳试验研究 疲劳试验方式汇总 试验 方法 加载形式应力分布加载波形 加载频率间 歇时间(次 /s) 应力 状态 四点弯曲 带间 隙的半正 弦波 11.67单轴 向 中点弯曲同上 带间 隙的正 弦、三角或方 波 最大1/100单轴 向 梯形悬悬 臂梁 带间 隙的正弦 三角波形 25或1/10
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