7.29 沥青混凝土弯曲疲劳试验

7.29.1 目的及适用范围

测定沥青混凝土在往复应力或往复应变作用下的破坏作用次数，预测沥青混凝土的疲劳寿命。适用于沥青混凝土。

7.29.2    仪器设备及材料

1  疲劳试验仪：分为应力控制试验仪和应变控制试验仪。应力控制试验仪采用悬臂梁式结构，试件一端固定，另一端交替施加相向集中荷载，如图7.29.2-1 所示；应变控制试验仪采用简支梁结构，试件两端支承，中点施加往复变形，如图7.29.2-2所示。应力控制疲劳试验利用杠杆原理采用砝码加载；应变控制疲劳试验利用机械方法施加设定变形。

2  传感器：位移传感器或应力传感器。

3 温度控制设备：恒温箱或恒温室。

图7.29.2-1 应力控制疲劳试验仪结构示意图

1—往复运动机构；2—滑块；3—导杆；4—滚轮；5—力杆；6—滑轮；

7—摇杆；8—铰支座；9—砝码；10—试件；11—试件座；12—机架

图7.29.2-2 应变控制疲劳试验仪结构示意图

1—电液伺服油缸；2—荷载传感器；3—加载支座；4—铰支座；5—试件；

6—固定铰支座；7—位移传感器；8—活动铰支座；9—底座

7.29.3    试验步骤

1  按本标准7.1的规定制备沥青混合料。

2 试件成型方法与本标准7.27的规定相同。试件以3个为一组，试件尺寸均为250mm×40mm×35mm。

3  将试验机和试件放入可控温的恒温箱或恒温室内，试件在规定的温度下恒温不少于35min。如温度没有特殊规定，可采用工程当地年平均气温或采用25℃和5℃。

4 施加荷载进行试验，应力控制荷载值和应变控制变形值分4级。应力控制荷载值和应变控制变形值按试件的弯曲应力或弯曲应变的20%～60%取值。每个试件按设定的荷载或变形施加，频率可为15次/min, 按一定时间间隔记录悬臂梁变形、简支梁荷载的变化和对应的时间，直至试件屈服破坏。

7.29.4    试验结果处理

1  悬臂梁试件各级荷载下的弯曲应力按下式计算，精确至0.01MPa:

(7.29.4-1)

式中：σ——试件弯曲应力，MPa;

P——悬臂梁一端施加的荷载，N;

L——力的作用点与弯曲应力截面的距离，mm; 

h—— 试件截面高度，mm;

b——试件截面宽度，mm。

2 悬臂梁试件各级荷载下的弯曲应变按下式计算，精确至0.01%: 

          (7.29.4-2)

式中：ε——试件弯曲应变，%;  

δ ——试件受力点的位移，mm。

3  简支梁试件各级荷载下的弯曲应力按下式计算，精确至0.01MPa: 

           (7.29.4-3)

式中：σ——试件弯曲应力，MPa; 

L——试 件 净 跨 ，mm。

4 简支梁试件各级荷载下的弯曲应变按下式计算，精确至0.01%: 

       (7.29.4-4)

式中：ε——试件弯曲应变，%。

5 绘制试件应力和应变疲劳关系曲线：在双对数坐标中绘制4级荷载应力或应变与疲劳破坏次数关系曲线。