小梁弯曲疲劳试验
混凝土路面弯曲疲劳试验及寿命评估
混凝土路面弯曲疲劳试验及寿命评估一、引言混凝土路面作为道路交通建设中常见的路面形式，其弯曲疲劳试验及寿命评估显得尤为重要。
混凝土路面在使用过程中，由于外界因素的影响，如温度变化、交通荷载等，会引起路面的弯曲变形，从而影响道路的使用寿命和安全性能。
因此，对混凝土路面的弯曲疲劳特性和寿命评估进行研究，对于保障道路交通的安全和长期可持续发展具有重要意义。
二、混凝土路面弯曲疲劳试验2.1 试验原理混凝土路面弯曲疲劳试验是利用试验机进行的一种模拟路面受到交通荷载后的弯曲变形情况的试验。
试验原理基于混凝土材料的弹性和塑性变形特性，通过施加不同幅值、不同频率的交通荷载，对混凝土路面进行弯曲变形试验，得出路面在不同荷载作用下的弯曲变形曲线及其变形特性参数。
2.2 试验方法混凝土路面弯曲疲劳试验通常采用四点弯曲试验方法，试验设备主要包括试验机、加载头、传感器、数据采集系统等。
试验流程如下：（1）制备试件：根据设计要求制备混凝土路面试件，尺寸和厚度应符合规范要求。
（2）试件安装：将试件放置在试验机上，根据试验要求设置试件边界约束条件，如固定端、自由端等。
（3）施加荷载：按照试验方案要求，通过加载头对试件进行施荷，记录下荷载大小、频率等参数。
（4）数据采集：利用传感器和数据采集系统记录试件变形情况，计算出试件的弯曲变形曲线及其特性参数。
2.3 试验结果分析混凝土路面弯曲疲劳试验得出的试验结果主要包括弯曲变形曲线、极限荷载、疲劳寿命等参数。
通过对试验结果的分析，可以得出以下结论：（1）随着荷载幅值的增加，路面的弯曲变形呈现出明显的非线性变化。
（2）随着荷载频率的增加，路面的弯曲变形呈现出明显的加速变化。
（3）路面的极限荷载随着试验次数的增加逐渐降低，疲劳寿命随着试验次数的增加逐渐缩短。
三、混凝土路面寿命评估3.1 寿命评估方法混凝土路面寿命评估主要采用疲劳寿命预测方法和寿命试验评估方法两种方法。
其中，疲劳寿命预测方法主要采用材料力学模型，通过对混凝土路面弯曲疲劳试验数据的分析和处理，预测路面的疲劳寿命。
沥青混合料低温小梁弯曲试验
沥青混合料低温小梁弯曲试验沥青混合料在使用过程中大多数存在于低温环境中，长期处于低温环境下可能会导致沥青混合料的疲劳断裂和裂缝扩展。
因此，开展沥青混合料的低温性能评价是十分必要的。
本文采用小梁弯曲试验方法，对沥青混合料在低温下的性能进行测试。
试验设计本试验主要是为了验证沥青混合料的低温性能，采用小梁弯曲试验法进行测试，测试仪器为底板式小梁弯曲试验仪。
试样的制备采用了JCJ113-2007《公路工程沥青混合料试验规程》标准的要求，试样形状为矩形，尺寸为100mm*10mm*10mm。
本次试验选取了4种不同类型的沥青混合料，分别为普通级沥青混合料、高粘度级沥青混合料、分级沥青混合料和高温稳定性沥青混合料。
对于每种沥青混合料，我们制备了8个试样作为测试样本，其中4个试样进行低温小梁弯曲试验，另外4个试样作为备用样本进行复验。
试验环境设置本次试验的低温环境温度为-18℃，采用的试验程序为：试样预处理24小时，置于-18℃环境中2小时，然后进行小梁弯曲试验。
试验结果根据试验结果，我们得出了以下结论：1.不同类型的沥青混合料在低温下的弯曲性能也不同，其中分级沥青混合料的弯曲性能最好，其次是高温稳定性沥青混合料、高粘度级沥青混合料和普通级沥青混合料。
3.低温下沥青混合料的弯曲性能指标受环境温度的影响较大。
在-18℃下测试，弯曲性能较好的沥青混合料在更低温度下可能会失去其优势。
4.同一种沥青混合料在低温下的弯曲性能指标也具有较强的随机性，不同样品的弯曲性能指标差异较大。
因此，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。
结论本文通过小梁弯曲试验研究了不同类型沥青混合料在低温环境下的性能，并得到了较为清晰的评价结果。
因此，建议在使用沥青混合料时，根据其所处的环境温度和要求的弯曲性能指标选择合适的沥青混合料。
同时，需要注意到低温下沥青混合料的随机性较大，需要多次复验才能得出较为准确的评价结果。
预切口沥青混合料小梁疲劳试验
沥青混合料马歇尔试验 计量 标准 实测值
单位 要求 １
２
３
４ 平均值
稳定度／ Ｍ Ｓ ｋ Ｎ ≥６ ． ０ １ ４ ． ３ ５ １ ４ ． ２ ６ １ ４ ． ７ ４ １ ４ ． ３ ３ １ ４ ． ４ ２ 浸水残 留稳定度／ Ｍ Ｓ ｏ ％
作者简介 ： 杨 海玲（ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 女， 广东大埔人 ， 工程师 ， 研 究方向： 道路
检测 。
含腊量／ 蒸馏法 密度／ １ ５ ℃ 溶解度／ Ｚ氯乙烯 表２ 指标
％ ｇ ／ ｃ ｍ ％
实测 ≥ ９ ９
１ ． ０ ３ １ ９ ９ ． ５
９ １ ． ５
裂纹 的扩展行 为 ，其用 三点弯 曲试验 ，利 用预切 口偏离加 载 中点来 形成 裂纹 的复 合模 式 ，但 由于 试验 条件 的 限制 ，
没 有采用疲 劳荷载加载模式 ，只进行了单压试验。
闪点／ Ｃ ＯＣ
℃
≥２ ３ Ｏ
３ ２ ０
本文考 虑到 沥青路 面实 际的工作 特性 ，进行 预切 口小
试验 ，其结果显示为 ，对 于 Ｉ — Ｉ Ｉ 复合型裂 纹的扩展 初期表 现 出复合裂纹 扩展 特性 ，随 着裂纹 的继 续扩 展 ，表现 出 Ｉ 型裂纹特征 ，随 着预切 口到加 栽 中心距 离的增 大，沥青混 合料小梁的疲 劳寿命 增 大；对 于连续级 配沥青 混合料 ，最
大粒径越 大，小梁的疲劳寿命越 长。 关键 词 ：裂 纹扩展 规律 ；预切 口小 梁疲 劳 断裂试 验 ；
梁疲劳 断裂试验 。由此而设 计的 沥青混合 料小梁 三点 弯曲 疲 劳试验 ，通过 在小梁底 部预 切半 圆形切 口，使 小梁在 重 复荷载作用下发生 复合 裂纹 的萌生 、扩展 ，并模 拟多 条裂 纹 的相互影响。试验方案如 图 １ 所 示。图 ｌ （ ａ ） 为三点 弯 曲 疲 劳试 验示意图 ，荷 载 Ｐ采 用半正矢 波 函数 ，小梁尺 寸为 ５ ０×５ ０×３ ０ ０ （ ｎ １ ｍ） 。图 １ （ ｂ ） 为裂纹 萌生 和扩展模 拟试 件。 裂纹萌生和扩展 是 同一次疲 劳试验 的两个 阶段 ，其 中第一 阶段为裂纹萌生 ，第二 阶段 为裂纹 扩展 。半 圆形切 口 ｒ ０ ＝ １ ５删 通过切 口圆心与加 载 中点 距离 ａ 的变化实 现裂 纹的 不同工况 。每次试 验记 录裂纹萌 生 、扩展 时程 ，包括 小梁 切 口附近的应变 、挠度 ，裂纹 萌生 寿命 、长 度 ，阶段 裂纹 方向、长度以及不 同长度对应 的荷载周次 。
混凝土杆件的疲劳试验标准
混凝土杆件的疲劳试验标准一、前言混凝土结构在使用过程中，由于受到外部载荷和环境因素的影响，会产生疲劳损伤。
因此，疲劳试验是混凝土杆件的重要检测手段，也是评估混凝土结构耐久性的重要方法之一。
本文将详细阐述混凝土杆件疲劳试验的标准，以期达到科学、规范、可靠的试验结果。
二、试验对象疲劳试验的对象是混凝土杆件，包括梁、柱、墙等。
试验中应选择典型的杆件进行试验。
试验前应对试件进行外观检查，确保试件表面无明显缺陷和损伤，试件截面尺寸符合设计要求，试件重量稳定等。
三、试验方法疲劳试验的方法有循环荷载试验和冲击荷载试验两种，其中循环荷载试验是常用的试验方法。
循环荷载试验可分为恒幅荷载试验和变幅荷载试验两种。
1. 恒幅荷载试验恒幅荷载试验的试验步骤如下：（1）试验前应将试件安装到试验设备上，并进行调整，确保试件处于水平状态。
试验设备应具有充足的承载能力和稳定性。
（2）进行预加载，即在试件上施加一定的静载荷，使其表面产生一定的弯曲变形，并保持一段时间，以消除试件的初始应力状态。
（3）根据设计要求，施加一定的循环荷载，使试件表面产生弯曲变形，荷载的频率、幅值和荷载历程应符合设计要求。
（4）通过试验过程中对试件的位移、荷载、应变等参数进行监测和记录，以便后续分析。
（5）循环荷载次数达到设计要求后，停止加载，记录试件的破坏模式和破坏荷载。
2. 变幅荷载试验变幅荷载试验的试验步骤如下：（1）试验前应将试件安装到试验设备上，并进行调整，确保试件处于水平状态。
试验设备应具有充足的承载能力和稳定性。
（2）进行预加载，即在试件上施加一定的静载荷，使其表面产生一定的弯曲变形，并保持一段时间，以消除试件的初始应力状态。
（3）根据设计要求，施加一定的变幅荷载，使试件表面产生弯曲变形，荷载的频率、幅值和荷载历程应符合设计要求。
（4）通过试验过程中对试件的位移、荷载、应变等参数进行监测和记录，以便后续分析。
（5）根据设计要求，逐渐增加荷载幅值，直至试件破坏为止。
沥青混合料小梁弯曲疲劳试验研究
２ 小 梁疲 劳试 验
２ ． １ 试件成 型
试 件压 实成 型的 主要 目的是 为了合 理模 拟实 际
沥青 路面铺筑 中的主要 因素 ， 包 括 组成 、 密度 和工作 特 性 等 。 目前 使 用 的试 件压 实成 型方法 主要 有轮碾 压 实 成型法 、 搓 揉压 实 成 型法 、 击实成型法、 旋 转 压 实 成 型法 和 静压 成 型法 。 使 用 轮碾 法能 很好 地 模 拟
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ４期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ＆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
１ ． ２ 沥 青混合 料 采用 目前 国内沥 青 面层 使 用较 为 广泛 的 ＡＣ一 １ ３ 、 Ｓ ＭＡ一 １ ３ 、 Ｓ ＵＰ一 １ ３ 三 种 级 配 沥 青 混合 料 进 行
＊基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 项 目（ ５ １ ０ ０ ８ ０ ３ ９ ／ Ｅ ０ ８ ０ ７ ０ ３ ） ； 河 北 省 交 通 运 输 厅 科 技 计 划 项 目（ Ｙ一 ０ ８ ０ １ ３ ５ ） ； 公 路 工 程 省 部 共
菱 １ ８ ０
４ ０
Ｓ ＵＰ一 １ ３混 合 料 的 最 佳 油 石 比 分 别 为 ４ ． ４ 、
６ ． ３ ％、 ５ ． ２ 。
萋 篙 ０ ： ｝ 『 垄 — ： 一 ： 下 龛 垩 一 限 值 犟 器 ， ／ ≥ 广 — — ， ／ ．
。 。 ． ． ．
截至 ２ ０ １ １年底止 ， 中国高速 公路 通车 里程 达到 ８ ． ５万 ｋ ｍ。其 中沥 青 路 面 以其无 接 缝 、 平整度好、 行 车 噪音低 、 振 动小 、 施 工期 短 、 养 护维 修 方便 、 外形
用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能
用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能摘要沥青混合料的疲劳开裂是沥青路面的主要病害,因此提出适当的研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法和指标,以控制或消除沥青路面的疲劳开裂是一个重要研究课题。
由于控制应力弯曲疲劳试验能够准确模拟沥青路面在长期行车荷载作用下的疲劳开裂过程,因此本文介绍了该试验方法及其评价指标,并利用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价分析。
关键词沥青混合料;抗疲劳性能;控制应力弯曲疲劳试验;评价指标;性能分析中图分类号u416.2 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)22-0043-020 引言沥青混合料疲劳性能是指其在特定荷载环境与气候环境条件下抵抗重复加载作用而不产生破裂的能力。
疲劳损坏是沥青混凝土路面最主要的破坏形式之一。
为了保证沥青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各国沥青路面设计方法均以路面疲劳特性作为基本设计原则,国内外研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多,其中控制应力弯曲疲劳试验是研究沥青混合料抗疲劳性能的最有效方法。
本文介绍控制应力弯曲疲劳试验,并采用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价,提出沥青混合料抗疲劳性能的评价指标,分析ac-13沥青混合料其抗疲劳性能变化规律。
1 沥青混合料抗疲劳评价方法概述国内外研究沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多种,综合目前已有的研究成果,沥青路面疲劳特性试验方法主要包括:1)现场试验法;2)试槽法;3)试板试验法(也称为试块法);4) 试件法;5)槽口弯曲疲劳试验等。
如此繁多的试验方法,如何选择。
本论文从试验的可操作性、试验结果的可直接应用性及国内对抗疲劳性能的相关规定要求考虑,采用控制应力简支梁弯曲疲劳试验法进行应力控制的疲劳试验,研究沥青混合料的疲劳性能,为沥青混合料的设计与施工提供指导。
2 简支梁弯曲疲劳试验原理本文采用中点加载简支梁弯曲试验法,加载模式为控制应力方式。
弯曲疲劳试验
弯曲疲劳试验简介弯曲疲劳试验是一种常用的材料力学性能测试方法，用于评估材料在受到交替弯曲载荷作用时的疲劳寿命。
该试验方法适用于各种不同类型的材料，包括金属、塑料、复合材料等。
弯曲疲劳试验可以揭示材料的持久性能、耐久性能和结构的可靠性，对于材料的设计和选择、材料性能的改善以及结构寿命预测都具有重要意义。
试验原理弯曲疲劳试验利用交替加载方式对试件进行加载，使其产生弯曲应变。
试件一般为长条形样品，其横截面形状可以是矩形、圆形或其他形状。
试件在加载过程中，会经历正弯曲和反弯曲的交替变形，这样的交替变形会导致材料内部的应力集中和损伤累积，从而引起材料的疲劳破坏。
试验过程中，通过施加不同的载荷幅度、频率和试验温度等条件，来模拟实际使用环境下的疲劳载荷。
试件在加载过程中，通过记录应力、应变、位移等数据，可以分析材料的疲劳寿命和疲劳性能。
试验设备弯曲疲劳试验通常需要一套完整的试验设备，包括机械部分和数据采集部分。
其中，机械部分主要由承载结构、加载系统和试验夹具组成；数据采集部分主要由传感器、数据采集器和计算机组成。
常用的设备包括弯曲疲劳试验机、拉伸试验机、冲击试验机等。
试验方法弯曲疲劳试验通常按照以下步骤进行：1.制备试件：根据规定的尺寸和形状，制备符合要求的试件。
试件的准备需要遵循标准规程，以确保试验结果的准确性和可比性。
2.安装试件：将试件固定在试验夹具上，并调整试件的位置和姿态，以确保加载过程中的准确性和稳定性。
3.设置试验参数：根据试验要求，设置试验的载荷幅度、频率、试验温度等参数。
试验参数的选择需要考虑材料的特性和实际使用条件。
4.开始试验：启动试验设备，开始进行弯曲疲劳试验。
试验过程中，需要记录试件的加载历程和产生的数据，以便后续的分析和评估。
5.试验结束：根据试验设备的要求，试验结束后停止加载，并进行数据处理和分析。
记录试验结果，并根据需要进行统计和综合评价。
试验结果分析通过弯曲疲劳试验得到的结果可以进行多方面的分析，主要包括以下几个方面：1.疲劳寿命评估：通过疲劳曲线和疲劳寿命曲线，评估材料的疲劳寿命。
疲劳试验及几种试验方法的比较
应力控制
应变控制
保持挠度或试件底 部应变峰谷值不变
表征公式
表征公式
施加荷载（应力）的峰谷值不变
试件完全断裂
现象学法中，把材料出现破坏的重复应力值称作疲劳强度，相应的应力重复作用次数称为疲劳寿命。
劲度下降到初始劲 度的50%或更低
影响沥青路面疲劳寿命的因素
（1）荷载历史 （2）加载速率 （3）施加应力或应变波谱的形式 （4）荷载间歇时间 （5）试验方法和试件形状
85
80
67
温 度
99
98
99
应力水平
88
80
76
*
不同试验方法影响敏感性分析结果
四点弯曲
间接拉伸
梯形悬臂梁弯曲
四点弯曲
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸
不同试验方法可靠性分析结果
评价指标
四点 弯曲
梯形 悬臂梁
间接 拉伸
劲度模量
变化系数（%）
12.3
11.4
19.7
采样方差（In psi)
0.01
0.014
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸ห้องสมุดไป่ตู้
可靠性 分析
不同试验方法影响合理性分析结果
评价指标
四点弯曲
梯形悬臂梁
间接拉伸
平均劲度模量
0℃
2,454,700
1,978,100
3,712,400
20℃
425,100
1,063,100
1,211,300
平均疲劳寿命
0℃
5,834,000
488,800
214,900
20℃
34,500
1.0
双轴向
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小梁弯曲疲劳试验
1. 引言
小梁弯曲疲劳试验是一种常用的材料疲劳性能测试方法，用于评估材料在交变载荷下的抗疲劳性能。
该试验通过对材料进行重复加载和卸载，观察材料的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展行为，从而为工程设计和材料选择提供依据。
2. 试验原理
小梁弯曲疲劳试验是一种在材料表面施加交变弯曲载荷的试验方法。
试验中使用的小梁样品是一种长条形的材料样本，其尺寸和几何形状根据具体需求进行设计。
试验中，小梁样品通过夹具固定在试验机上，然后施加交变弯曲载荷，通过加载和卸载循环进行。
3. 试验设备和仪器
进行小梁弯曲疲劳试验需要以下设备和仪器：
•试验机：用于施加弯曲载荷的设备，通常具有控制加载和卸载循环的功能。
•小梁样品：用于进行试验的材料样本，尺寸和几何形状需根据试验要求进行设计。
•夹具：用于固定小梁样品的装置，通常具有可调节的夹持力。
•测量仪器：用于测量小梁样品的形变、载荷和位移等参数，常见的仪器有应变计、力传感器和位移传感器等。
4. 试验步骤
进行小梁弯曲疲劳试验的一般步骤如下：
1.样品准备：根据试验要求，制备符合要求的小梁样品，包括尺寸和几何形状
的设计和加工。
2.夹持样品：将小梁样品夹持在试验机的夹具上，确保样品的固定和对称性。
3.参数设置：根据试验要求，设置试验机的加载和卸载循环的参数，包括载荷
幅值、频率和试验持续时间等。
4.开始试验：启动试验机，开始施加交变弯曲载荷，并记录试验过程中的载荷、
形变和位移等参数。
5.试验结束：根据试验要求，当样品出现破坏或达到预设的试验循环次数时，
停止试验。
6.数据分析：根据试验数据，进行疲劳寿命和疲劳裂纹扩展的分析和评估。
5. 数据分析与评估
进行小梁弯曲疲劳试验后，需要对试验数据进行分析和评估，以获得材料的疲劳性能参数和疲劳寿命等信息。
常用的数据分析方法包括：
•载荷-位移曲线：通过绘制载荷-位移曲线，可以观察材料的强度和刚度变化情况。
•疲劳寿命曲线：通过绘制疲劳寿命曲线，可以评估材料在一定载荷循环下的疲劳寿命。
•疲劳裂纹扩展曲线：通过绘制疲劳裂纹扩展曲线，可以研究材料的裂纹扩展行为和疲劳断裂机制。
根据数据分析的结果，可以评估材料的疲劳性能，并为工程设计和材料选择提供依据。
6. 应用领域
小梁弯曲疲劳试验广泛应用于材料科学和工程领域，特别是在以下方面：
•材料疲劳性能评估：通过小梁弯曲疲劳试验，可以评估不同材料的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展行为，为材料选择和设计提供依据。
•工程结构疲劳分析：通过小梁弯曲疲劳试验，可以评估工程结构在交变载荷下的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展行为，为结构设计和维护提供依据。
•材料疲劳损伤机理研究：通过小梁弯曲疲劳试验，可以研究材料的疲劳断裂机制和裂纹扩展行为，为材料的疲劳损伤机理提供理论基础。
7. 结论
小梁弯曲疲劳试验是一种常用的材料疲劳性能测试方法，通过施加交变弯曲载荷，评估材料的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展行为。
该试验可以在工程设计和材料选择中提供重要的参考依据。
通过合理的试验步骤和数据分析，可以获得材料的疲劳性能参数和疲劳寿命等信息，为工程实践和科学研究提供支持。