一、背景與目的
疲勞損害是瀝青混凝土路面主要的破壞形式之一，四點彎曲疲勞實驗作為瀝青混合料疲勞性能研究的標(biāo)準(zhǔn)試驗，其實驗精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。我們采用IPC四點彎曲疲勞試驗機(jī)。
二、試驗準(zhǔn)備
2.1試件準(zhǔn)備：本次實驗采用AC-20 型7%巖瀝青改性瀝青混合料，成型采用500x500x100mm特制大型輪碾成型機(jī)成型，采用高精度切割機(jī)制作50x63.5x380mm的梁形試件。
2.2試件尺寸測量：本次實驗共制作6個試件，用游標(biāo)卡尺測量試件的寬度和厚度，所有試件加工精度在5mm以內(nèi)，任何測量值與平均值相差不大于1.5mm，符合規(guī)范要求（圖1）。
圖1本次實驗混合料試件
2.2 試件體積參數(shù)：
試件表面孔隙率較大，經(jīng)調(diào)查得知成型時大約有5-10%的混合料沒有壓入車轍板，故實際孔隙率比計算值偏大5-10%，我們把本次試件和孔隙率正常的試件做了對比（圖2）。瀝青混合料疲勞和彎曲性能較大程度上依賴于混合料的實際壓實水平，而且疲勞試驗的結(jié)果本身的離散性就比較大，異常的孔隙率將無法得到理想的實驗結(jié)果，此次試驗只能簡單對比不同設(shè)備所測得的疲勞曲線趨勢，無法進(jìn)行更進(jìn)一步的精確分析。
圖2 和標(biāo)準(zhǔn)試件對比
三、試驗設(shè)備
本次實驗設(shè)備采用IPC氣動獨立式四點彎曲疲勞試驗機(jī)。可根據(jù)實驗要求輸出不同頻率、不同振幅的偏正弦加載波形。并保證每次加載循環(huán)結(jié)束時，使試件回到原點。試件夾持系統(tǒng)采用三等分間距布設(shè)夾頭，夾頭中心間距119mm，梁跨距為357mm，各種試驗參數(shù)均符合規(guī)范要求。
圖3，實驗選用設(shè)備
四、實驗步驟
圖4.IPC試驗機(jī)實際測試
4.1試件養(yǎng)生：發(fā)現(xiàn)該試驗機(jī)溫控箱有問題，只能在空氣中進(jìn)行試驗，試驗溫度19℃。
4.2實驗參數(shù)選擇：采用偏正弦加載模式，200微應(yīng)變，10HZ頻率，彎曲勁度模量下降到初始彎曲勁度模量的50%為實驗終止條件。
4.3開始實驗：為保持試驗機(jī)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，以100循環(huán)為初始彎曲勁度模量，整個實驗過程應(yīng)變控制準(zhǔn)確，應(yīng)力跳動較大，驗證了孔隙率過大的推測。
4.4報告：
a．瀝青混合料類型 、集料公稱大粒徑 、瀝青含量 、集料來源 、瀝青品種 、瀝青混合料板塊試件的制作日期 、孔隙率 。
b．實驗條件參數(shù)：采用偏正弦加載模式，目標(biāo)拉應(yīng)變200微應(yīng)變，加載頻率10HZ，失效條件為彎曲勁度模量下降到初始彎曲勁度模量的50%，試驗溫度19℃。
c．實驗曲線
d．實驗結(jié)果：（每個實驗至少3次平行試驗，應(yīng)計算標(biāo)準(zhǔn)差，舍棄離散性大的試件）
（1）初始進(jìn)度模量5702.1Mpa，同批試件初始模量相差很大。因為本次試驗的合作單位實驗任務(wù)繁重，等待了數(shù)周時間才有機(jī)會做測試。試件在運輸及存放過程中可能受到了較大擾動，所以初始模量發(fā)生很大下降。以后實驗要盡量避免試件的擾動。
（2）因為時間關(guān)系也沒有做完整個試驗，但獲得了200000以上的數(shù)據(jù)樣本，可以比較有效的擬合曲線得到回歸方程y = -638.4ln(x) + 5632.1，擬合度R2 = 0.9914。可估計破壞循環(huán)數(shù)約為77萬次。
五、數(shù)據(jù)分析
記錄了200000循環(huán)數(shù)據(jù)。因為數(shù)據(jù)量的增加，擬合程度比較理想，達(dá)到了R2 = 0.9914，基本可以比較準(zhǔn)確的預(yù)估彎曲勁度模量的發(fā)展。根據(jù)回歸方程y = -638.4ln(x) + 5632.1可估計破壞循環(huán)數(shù)約為77萬次。
