[发明专利]一种评价沥青混合料疲劳损伤自修复能力的设备及方法

权利要求书

1.一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：准备试件：本方法中所采用的小梁试件，由试验室轮碾成型的沥青混合料板块或现场路面钻取板块切割而成，试件长250mm±2.0mm、宽30mm±2.0mm、高35mm±2.0mm，跨径为200mm；

步骤2：疲劳加载：将环境保温箱温度保持在试验温度的±0.5℃，调整左右支座间距为200mm±0.5mm，把成型好的小梁试件放在支座上并用夹具固定，静置保温1.5h；待保温时间达到后，首先采用半正矢脉冲荷载峰值的5％预压试件，挠曲形变传感器清零，然后施加一次固定压力荷载P，稳压5s并记录小梁试件最终产生的挠曲形变量ε₀，最后按照设定好的加载程序对小梁试件进行疲劳加载，并由数据采集系统记录实时挠曲形变量；

步骤3：损伤程度评定：待小梁试件达到预定的跨中挠曲形变量时系统停止加载，并记录最终挠曲形变量ε^*与累计疲劳加载次数N₀，然后系统施加一次固定压力荷载P，稳压5s并记录小梁试件最终产生的挠曲形变量ε₁；

步骤4：自愈修复：将疲劳损伤的小梁试件由压力机回拉至初始位置，静置一段时间t，进行自修复；

步骤5：自修复能力评价：待试件完成自修复后再进行施加一次固定压力荷载P，稳压5s并记录小梁试件最终产生的挠曲形变量ε₂，然后撤去外力作用，使试件回归初始位置，采用同疲劳试验一致的疲劳加载方式对小梁试件进行二次疲劳破坏，记录试件达到最终挠曲形变量ε^*所需的累计疲劳加载次数N₁，通过测定小梁试件疲劳自修复前后挠曲形变量与达到同等疲劳程度所需的疲劳次数的变化情况来评价沥青混合料疲劳损伤自修复能力；

一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，包含一种评价沥青混合料疲劳损伤自修复能力的设备，包括计算机、控制装置、数据采集装置、环境保温箱、小梁试件，所述环境保温箱内设置有支撑竖板，所述支撑竖板垂直设置在环境保温箱箱体底部的底座上，支撑竖板中部上方设有凹槽，凹槽两端的支撑竖板上设有支座装置，所述小梁试件的两端连接支座装置，小梁试件中部上方设有加载活塞杆，加载活塞杆底部装有拉压端部，所述拉压端部的突出压头压住小梁试件中部，小梁试件中部下方连接挠曲变形传感器，加载活塞杆上方伸出环境保温箱连接重复荷载加载器，重复荷载加载器和加载活塞杆间安装有荷载传感器，重复荷载加载器连接控制装置，荷载传感器与挠曲变形传感器连接数据采集装置，所述控制装置与数据采集装置连接计算机。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，其特征在于：所述设备的环境保温箱内设有温控调节器，所述温控调节器连接计算机。

3.根据权利要求1所述的一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，其特征在于：所述设备的加载活塞杆限制在活塞套筒中，活塞套筒固定在环境保温箱箱体顶部。

4.根据权利要求1所述的一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，其特征在于：所述设备的支座装置由突出圆杆、旋转套管、固定顶板、固定螺杆和固定螺帽组成，突出圆杆固定在支撑竖板上，突出圆杆装有旋转套管，旋转套管安装有两根固定螺杆，两固定螺杆装有固定顶板，固定螺杆上方连接固定螺帽。

5.根据权利要求1所述的一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的测试方法，其特征在于：所述设备的拉压端部由拉压基板、突出压头和突出底板组成，拉压基板为上小下大的梯形结构，拉压基板与加载活塞杆底端进行铰式连接，突出压头和突出底板焊接在拉压基板上，突出压头压住小梁试件中部，突出底板中部留有中空孔道，所述挠曲变形传感器设置在中空孔道下方。

6.根据权利要求1所述的一种沥青混合料疲劳损伤自修复能力的评价方法，其特征在于：采用的评价指标为疲劳损伤自修复率SH(t)，该评价指标包括强度和疲劳寿命两个方面，其中强度自修复率SH_S(t)定义为在一定外力作用P下小梁试件疲劳损伤自修复后挠曲形变量增量Δε₂与自修复前挠曲形变量增量Δε₁的差值的比值，用百分数表示；疲劳寿命自修复率SH_L(t)定义为在一定的疲劳荷载作用下小梁试件在达到相同的挠曲变形量ε^*其疲劳损伤自修复后所需的疲劳加载次数N₁与自修复前所需的疲劳加载次数N₀的比值，用百分数表示，具体表示如下：

SH(t)＝A*SH_S(t)+B*SH_L(t)

其中，SH(t)——疲劳损伤自修复率，包含强度自修复率SH_S(t)与疲劳寿命自修复率SH_L(t)；

t——试件愈合时间；

ε₀——压力荷载P下试件在初始状态下产生的挠曲形变量；

ε₁——压力荷载P下试件在疲劳损伤状态下产生的挠曲形变量；

ε₂——压力荷载P下试件在疲劳损伤自修复后产生的挠曲形变量；

N₀——初始状态下试件达到挠曲形变量ε^*时所需的累计疲劳加载次数；

N₁——疲劳损伤自修复后试件达到挠曲形变量ε^*时所需的累计疲劳加载次数；

A、B——强度与疲劳寿命影响因子，A+B＝1。