CN119510165A 一种沥青混合料半圆试件弯曲试验的方法 （湘潭大学）

街该方法通过推导出半圆试件底部中心处的弯拉本发明提供的方法得到的沥青混合料路用性能2I：根据半圆试件的短梁楔形效应推算得到在弹性条件下的半圆试件底部中心处弯拉对任一半圆试件进行弯曲破坏测试得到该半圆试件的弯曲破坏性能数测试系统进行；测试条件参数：试验温度为20±0.5℃,竖向荷载的加载速率为40~60mm/min；破坏条件为半圆试件出现裂缝或半圆试件底部的竖向变形量达到半圆试件原始竖向3先根据实际沥青路面相同级配和油石比自制获得芯样试件或通过对实际沥青路面钻芯取4[0003]目前对于沥青路面剩余寿命预估和维修养护时机的确定前国内研究人员主要通过测试预制裂缝半圆试件在稳定竖向位移下的破坏强度及断裂能，[0006]针对现有技术中，现有基于预制裂缝的实验方法使得现有的测试手段无法全面、形试样或从实际使用的高速公路取回的圆柱型沥青混合料芯样原样进行半圆弯曲动态模5I：根据半圆试件的短梁楔形效应推算得到在弹性条件下的半圆试件底部中心处[0010]III：对任一半圆试件进行弯曲动态模量测试得到半圆试件的弯曲性能数据（包底部中心处弯拉应力的计算方程推算得到半圆试件6[0013]对任一半圆试件进行弯曲破坏测试得到该半圆试件的弯半圆试件达到破坏条件时承受的竖向荷载Pmax，半圆试件底部两个支座之间的轴心间距L，在荷载为Pmax时半圆试件的厚度bf，在荷载为Pmax时半圆试件的半径rf等将所得弯曲破坏载的加载速率为40~60mm/min；破坏条件为半圆试件出现裂缝或半圆试件底部的竖向变形7感器，在试验过程中这两个部件贴在半圆弯试件最底部的固定位置然后将位移传感器插传感器，让试验数据更加准确并置于20±0.5℃的环境箱中处理一段时间（一般不低于模量试验在UTM_30多功能沥青混合料测试系统的环境箱中进行，试验温度控制在20±0.5部的应力主要为水平拉应力，竖向荷载的设置旨在使得半圆试件底部的竖向变形量为0~materials:1stEdition[M].WANGYilin,Translation.3rdEdition.Beijing:Science89[0039]在本发明中，对沥青混合料半圆试件进行弯曲破坏测试得到半圆试件的破坏荷的破坏强度计算公式未考虑短梁效应，其计算得到的破坏强度值较实际值误差波动较大出公式的0.25~1.25倍且欧洲规范中提到的计算公式仅考虑荷载大小及试件尺寸，而本发明提出的公式能有效考虑实验中破坏变形的大小这一实验实测数据，也就是说，本发明展现出了更高的准确性和适用性。1、本发明的半圆弯曲试验新方法是通过先推导出一个半圆试件底部中心处的弯[0052]图6为利用有限元软件建立半圆试件的三维弹性弯曲试验模型的网格划分示意[0053]图7为本发明利用有限元模拟与公式计算得到的试件底部中心最大弯拉应力关系[0056]图10为本发明试件在疲劳试验中的荷载作用次数与竖向荷载及试件底部形变关[0058]图12为本发明不同芯样试件在疲劳试验过程中动态模量与荷载循环次数的关系[0061]图15为欧洲规范的破坏强度计算公式与本发明破坏强度计算方程的对比结果图[0062]图16为欧洲规范的破坏强度计算公式与本发明破坏强度计算方程的对比结果图[0065]I：根据半圆试件的短梁楔形效应推算得到在弹性条件下的半圆试件底部中心处I：根据半圆试件的短梁楔形效应推算得到在弹性条件下的半圆试件底部中心处底部中心处弯拉应力的计算方程推算得到半圆试件[0077]重复实施例2，只是所述弯曲破坏测试采用UTM_30多功能沥青混合料测试系统进为半圆试件出现裂缝或半圆试件底部的竖向变形量达到半圆试件原始厚度的10%以上。在[0078]重复实施例3，只是所述弯曲动态模量测试采用UTM_30多功能沥青混合料测试系将从某高速公路取回的直径为100mm的沥青混合料芯样进行分层切割（步骤具体见附图1：先将直径为100mm、高为180mm的圆柱型芯样自上而下切割成高度分别为40mm、[0084]通过公式（1）分别计算得到40mm半圆试件底部中心处弯拉应力约为0.158MPa；[0090]利用本文提出的半圆试件动态模量计算公式（2对真实高速公路沥青路面现场试验规程》中T0738动态压缩模量数据处理方法，提取动态疲劳寿命测试实验条件下最后5次加载循环的竖向荷载、试件底部标距范围内水平应变的数据曲线并对其进行线性拟合数据选择最后5个周期的主要原因是它们能够提供该组疲劳试验临近结束时的代表性数同面层的半圆试件动态模量与荷载循环次数之间关系的曲线（如图12所示：为K433+910_各劈裂试件和各半圆试件的荷载与位移的关系曲线两种实验数据在弹性阶段表现出良表4半圆弯曲破坏强度与国内标准劈裂强度对比([0102]半圆试件弯曲破坏强度不仅能够更真实的反映各层沥青混合料在实际工作条件发明提出的半圆试件弯曲公式（3对不同桩号路面钻芯样各层沥青混合料的半圆试件弯的损伤程度。通过表5的上述数据显示，将有助于指导未来的路面养护设计优化和材料选(1)推导出半圆试件弯曲底部中心应力的计算公式，为动态模量的计算提供了半[0105](2)采用半圆试件弯曲动态模量降为初始弯曲动态模量一半作为疲劳破坏标准，[0106](3)提出了半圆试件弯曲破坏强度公式，并利用对比试验标定出半圆试件弯曲破