CN110686969A - 半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法。在半圆弯曲强度试验条件下，通过竖向加载不同频率的正弦波，利用试件底部的位移传感器得到试件底部变形随时间变化的数据，得到一定的试验温度下施加不同频率的沥青动态模量值。本发明采用半圆弯曲受力模式更贴近路面承受弯拉应力的情况，所测得的动态模量更加具有实际意义，所采用的模具与半圆弯曲断裂试验相同，试验简单，操作易行。

Description

半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法
技术领域
本发明涉及沥青混合料力学性能测试领域，特别涉及半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法。
背景技术
AASHTO动态模量测试方法中采用圆柱形试件承受竖向压力的加载模式，这种情况在实际路面中并不单一存在。路面中下面层往往承受拉应力，所以在拉应力的模式下测得的动态模量更加符合实际情况。随着半圆弯曲试验评价沥青混合料抗裂性能的普及，这种弯拉受力模式更加接近路面真实情况，在该受力模式下所测得的动态模量更加具有实际意义。此外，半圆弯曲受力模式下的动态模量参数表征了沥青混合料的粘弹性质，是一项基本的材料参数。现有技术中采用的动态模量测量方法需要辅助有限元进行反算，繁琐且计算结果的准确性难以得到保障。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述问题，提供半圆一种弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法。
为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，包括以下步骤：
步骤1：制备得到半圆形的沥青混合料试件；
步骤2：将用来固定位移计的铜片粘贴到试件底面，半圆弯曲加载模具和试件放烘箱保温4小时左右（以使半圆试件温度达到均匀受热并达到相应温度并保证不再次老化），UTM环境箱保温4小时以上（使内部温度均匀）；
步骤3：取出试件，将其放入半圆弯曲模具中，并将位移计固定在试件底面，连接位移计到UTM的数据采集器上；在一定的试验温度下施加不同频率的正弦波应力；
步骤4：收集试件底面的应变，所加载的正弦荷载的幅值和试件所产生的正弦应变的幅值的比值即为动态模量。
作为本发明的一种改进，所述步骤3 的试验温度为-5℃-4℃，频率为0.5Hz -25Hz。
作为本发明的一种改进，所述步骤1 的沥青混合料半圆试件尺寸为：直径150mm，厚50mm。
作为本发明的一种改进，所述的半圆形的沥青混合料试件的制备是通过使用沥青混合料旋转压实仪成型沥青混合料试件，切割得到厚度为50mm半圆试件，或者采用路面芯样，切割得到相同尺寸的试件。
作为本发明的一种改进，所述步骤3中测量底面应变的位移计为直线位移传感器。
有益效果：
本发明采用半圆弯曲受力模式更贴近路面承受弯拉应力的情况，所测得的动态模量更加具有实际意义，所采用的模具与半圆弯曲断裂试验相同，试验简单，操作易行。
附图说明
图1为本发明半圆弯曲试验装置示意图；
图2为本发明半圆试件与位移计关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
步驟1：根据需要评价的沥青混合料级配、空隙率和油石比，采用旋转压实仪成型高135mm，直径150mm的沥青混合料试件各两组。为保证空隙率，将成型后的旋转压实试件上下表面各切除10mm，之后再切割成厚50mm，直径为150mm的半圆试件，共四个。或者采用路面芯样，切割得到相同尺寸。
步骤2：将用来固定位移计1的铜片粘贴到半圆试件直径所在的底面，呈对称分布。将试件放入烘箱保温至少4小时，UTM环境箱和半圆弯曲加载模具保温至少2小时。
步骤3：取出试件，将其放入半圆弯曲模具中，并将位移计固定在试件底面，连接位移计到UTM的数据采集器上；在一定的试验温度下施加不同频率的正弦波荷载。在本实施中，取试验温度为-5℃、0℃、15℃、30℃、45℃几个值，在每个温度下的分别对应频率25Hz、10Hz、1Hz、0.1Hz、0.25Hz、0.5Hz。
4）步骤4：收集试件底面的应变，所加载的正弦荷载的幅值和试件所产生的正弦应变的幅值的比值即为动态模量。
动态模量的计算：
试件底面所受弯拉应力与顶部的加载力之间的关系满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中，F是顶部加载力，B是半圆试件的厚度，D是半圆试件的直径。
换算得到弯拉应力振幅
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，通过位移计采集到的底面应变振幅，则动态模量可以通过下式
Figure DEST_PATH_IMAGE008
计算得到。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备得到半圆形的沥青混合料试件；
步骤2：将用来固定位移计的铜片粘贴到试件底面，半圆弯曲加载模具和试件放烘箱保温,以使半圆试件温度达到均匀受热，UTM环境箱保温使内部温度均匀；
步骤3：取出试件，将其放入半圆弯曲模具中，并将位移计固定在试件底面，连接位移计到UTM的数据采集器上；在一定的试验温度下施加不同频率的正弦波应力；
步骤4：收集试件底面的应变，所加载的正弦荷载的幅值和试件所产生的正弦应变的幅值的比值即为动态模量。
2.如权利要求1所述的半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，其特征在于:所述步骤3 的试验温度为-5℃-4℃，频率为0.5Hz -25Hz。
3.如权利要求1所述的半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，其特征在于:所述步骤1 的沥青混合料半圆试件尺寸为：直径150mm，厚50mm。
4.如权利要求1所述的半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，其特征在于：所述的半圆形的沥青混合料试件的制备是通过使用沥青混合料旋转压实仪成型沥青混合料试件，切割得到厚度为50mm半圆试件，或者采用路面芯样，切割得到相同尺寸的试件。
5.如权利要求1所述的半圆弯曲加载方式下沥青混合料动态模量测试方法，其特征在于:所述步骤3中测量底面应变的位移计为直线位移传感器。
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