瀝青混合料的疲勞試驗(yàn)機(jī)

1UTM-30瀝青混合料多功能試驗(yàn)機(jī)目錄UTM-30瀝青混合料多功能試驗(yàn)機(jī)1.儀器概述2.儀器組成及其工作原理3.主要實(shí)驗(yàn)介紹3

1.儀器概述

UTM-30液壓伺服多功能材料試驗(yàn)機(jī)是澳大利亞IPC公司專門針對(duì)土木工程實(shí)驗(yàn)室，以最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)和制作。該系統(tǒng)適合對(duì)瀝青混合料、無結(jié)合料(粒料)和其他鋪裝材料進(jìn)行拉伸、壓縮和動(dòng)態(tài)的加載測試與分析。UTM-30動(dòng)態(tài)液壓伺服多功能材料試驗(yàn)機(jī)，最大加載力為±30kN，精度為1N，位移傳感器量程50mm，精度為0.001mm，試驗(yàn)環(huán)境箱溫度控制范圍-50℃~100℃，精度為0.1℃，通過種類豐富的夾具，傳感器，三軸室等附件，進(jìn)行瀝青混合料、無結(jié)合料(粒料)和其他路面鋪裝材料的力學(xué)試驗(yàn)。

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2.儀器組成及其工作原理

UTM-30瀝青混合料多功能試驗(yàn)測試系統(tǒng)主要由軟件、主控制器IMACS、液壓油泵和試驗(yàn)環(huán)境箱四部分組成。試驗(yàn)環(huán)境箱主要由液壓伺服閥、反力框架、升降平臺(tái)及控溫裝置組成。其原理為用戶設(shè)計(jì)試驗(yàn)參數(shù)，通過操作軟件對(duì)主控制器IMACS傳遞指令，液壓伺服閥根據(jù)指令控制液壓油泵分配油量對(duì)試件進(jìn)行加載。軟件主控制器IMACS

液壓油泵試驗(yàn)環(huán)境箱

通用三軸室簡介試件：旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型或路面取芯試件，高度150mm，直徑100mm。

1-三軸室底盤

2-三軸室壓力罩

3-三軸室延長段。當(dāng)試件高度超過150mm時(shí)，可以使用

4-三軸室外置軸向位移傳感器組件，當(dāng)做軸向應(yīng)變較大的實(shí)驗(yàn)時(shí)可

以使用。如三軸蠕變實(shí)驗(yàn)。

5-徑向位移傳感器組件

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3.主要實(shí)驗(yàn)介紹

UTM-30瀝青混合料多功能試驗(yàn)測試系統(tǒng)軟件具有開放性，只需配有相應(yīng)試驗(yàn)夾具即可進(jìn)行各種瀝青混合料性能的測試。目前主要開展的瀝青混合料試驗(yàn)有：單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)、四點(diǎn)彎曲疲勞壽命試驗(yàn)以及結(jié)合三軸室進(jìn)行的圍壓條件下圓柱體力學(xué)試驗(yàn)。（1）單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)用于測定瀝青混合料在線黏彈性范圍內(nèi)的單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量。在無側(cè)限條件下，按一定的溫度和加載頻率對(duì)試件施加正弦波或余弦波軸向壓應(yīng)力，量測試件可恢復(fù)的軸向應(yīng)變。動(dòng)彈模量用于評(píng)價(jià)瀝青混合料材料性能，以及作為瀝青混合料設(shè)計(jì)、瀝青路面設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)分析的參數(shù)。7

試件：旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型或路面取芯試件，高度150mm，直徑100mm。

傳感器：位移傳感器2~4個(gè)（中國規(guī)范為3個(gè)）針式溫度傳感器：1個(gè)位移傳感器針式溫度傳感器8

將傳感器定位釘粘接到試件表面。（定位釘粘接試件中間部位，2個(gè)釘一組，上下間距100mm，每組間隔90或120或180度），連接導(dǎo)桿。

螺釘將傳感器固定在導(dǎo)桿上，調(diào)節(jié)位移傳感器，使其測量范圍可以測量試件中部的壓縮變形。將試件放置在試載架的加載板中心位置，為減少試件表面與上下加載板間的摩阻力。減小端部效應(yīng)，可在試件與上下加載板間各枚一塊聚四氟乙烯薄膜，試件中心需與加載架的主軸對(duì)齊。打開軟件確定試驗(yàn)參數(shù)，進(jìn)行試驗(yàn)。安裝位移傳感器導(dǎo)桿試件放置在中心位置進(jìn)行試驗(yàn)9

（2）四點(diǎn)彎曲疲勞壽命試驗(yàn)該方法適用于采用四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)在規(guī)定試驗(yàn)條件下，測定壓實(shí)瀝青混合料承受重復(fù)彎曲荷載的疲勞壽命。標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件為試驗(yàn)溫度15℃±0.5℃，加載頻率10Hz±0.1Hz，采用恒應(yīng)變控制的連續(xù)偏正弦加載模式。也可根據(jù)需要選擇其他試驗(yàn)條件。試驗(yàn)終止條件為彎曲勁度模量降低到初始勁度模量50%對(duì)應(yīng)的加載循環(huán)次數(shù)。試件：剪切壓實(shí)儀、輪碾壓實(shí)儀，或路面試件，50×63.5×380mm。傳感器：實(shí)驗(yàn)夾具上包含主位移傳感器、主力傳感器、試件表面?zhèn)鞲衅鞲?個(gè)。表面+核心溫度傳感器1套（2個(gè)）。10

1.夾具安裝1）.將夾具上的傳感器插入相應(yīng)的通道;2）.夾具上的其他連接，務(wù)必在斷電情況下進(jìn)行連接，參考下面的示意圖；3）.所有連接完畢后，確認(rèn)整個(gè)夾具置于環(huán)境箱內(nèi)；4）.開啟IMACS主控制器；

夾具置于環(huán)境箱內(nèi)夾具與主控制器連接11

5）.在夾具側(cè)面的四個(gè)大螺母位置，扣上定位條；6）.裝入試件，注意各向居中；扣上定位條裝入試件7）.加緊試件。先（外）outer，再（內(nèi)）inner；8）.再取下定位條；加緊試件取下定位條9）.在軟件上調(diào)整作動(dòng)器上下位置，至力（load）接近0；10）.調(diào)整試件表面?zhèn)鞲衅?，盡量使其在levels窗口的顯示在中間位置，目的是在試驗(yàn)過程中有足夠的測試量程。調(diào)整試件表面?zhèn)鞲衅髡{(diào)節(jié)位移/力傳感器位置14

2.將環(huán)境箱調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)溫度（20℃），用戶也可自行設(shè)計(jì)。3.打開實(shí)驗(yàn)軟件UTS015，在用戶General選項(xiàng)頁內(nèi)，選擇實(shí)驗(yàn)方法。

4.在試件尺寸specimen選項(xiàng)頁內(nèi)，輸入試件實(shí)際測量尺寸。該尺寸很重要，將參與實(shí)驗(yàn)的加載控制和數(shù)據(jù)計(jì)算，每次更換試件，務(wù)必輸入正確的試件實(shí)際測量尺寸。15

5.在參數(shù)設(shè)置Testparameter頁內(nèi)輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)1）.Controlmode：控制模式，選擇試件表面?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)變控制：

Strain（on-specimenLVDT）；2）.Waveshapetype：波形選擇，Haversine（半正弦）；3）.Invertwaveshape：翻轉(zhuǎn)波形，使變形為向下；16

4）.Loadingpulsewidth：加載波形的周期，100ms，即10Hz；5）.Peaktensilestrain：最大應(yīng)變，規(guī)范為250~750；6）.Initialstiffnesscalculatedatcyclenumber：初始勁度模量計(jì)算周期，50；

7）.Runtimecaptureoption：實(shí)驗(yàn)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)文件，excel可打

開和編輯，包含了所有傳感器的原始數(shù)據(jù)。可根據(jù)

需求，選擇是否保存，以及保存的頻率；8）.DefaultPoissonratio：默認(rèn)泊松比，0.4；9）.Terminationstiffness：終止條件，勁度模量減少到初始值（50周期）的

50%，實(shí)驗(yàn)停止。規(guī)范建議值為50；1710）.Maximumnumberoftestcycles：最大加載周期。規(guī)范未規(guī)定最

大值，但要求不能小于10000，

可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自行定義；6.以上設(shè)定完成，然后可以開始實(shí)驗(yàn)：X軸為循環(huán)次數(shù)，在Y軸附近點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，可以查看勁度模量、應(yīng)變、應(yīng)力和相位角等指標(biāo)的變化。實(shí)驗(yàn)過程Y軸可查看變量7.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，請(qǐng)松開夾具，取下試件；8.數(shù)據(jù)保存：通過菜單欄的File選項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存a、File->Sa