【沥青试验系列】第十四章：——沥青混合料性能评价（第一篇）

在实验室内对沥青混合料的力学性能进行评价，最初是采用通用的材料试验机进行的在上世纪90年代左右，以澳大利亚IPC为代表的几个沥青混合料试验设备制造商开始开发专用于沥青混合料试验的材料试验机。

最早的试验设备是使用空气动力的试验系统，最大荷载只有5kN，主要进行间接拉伸模量、疲劳等少数试验，2000年左右，IPC将气动系统升级到液压系统，最大荷载提升到25kN，并根据中国市场“半刚性”路面结构的特点提供了最大荷载100kN的UTM-100。同期，美国政府主导开发了一款“一体化集成”，“便于移动”，“更经济”的“SPT”简单性能试验机（即如今的AMPT沥青混合料性能试验仪），旨在大范围的推广Superpave技术。

在2015年左右，UTM和AMPT两种试验设备的试验能力（荷载，控温范围，试验功能，数据控制和采集等…）进一步扩展，形成了如今的UTM-30，UTM-130和AMPT-PRO。

在进入21世纪第3个10年，IPC又将液压技术升级到电动技术，先后推出AMPT-Qube，AsphaltQube和AsphaltQubePRO的一系列产品，百尺竿头更进一步。

首先，我们需要明确采购条件和使用条件是否有重要的限制，例如：预算有限，实验室空间有限，研究方向明确（如：需要研究低温性能、需要研究半刚性基层材料的测试能力…等）。在这些情况下，可供选择的型号将非常明确。

这种情况下，建议购买UTM-130，配套的环境箱控温能力可以达到-50℃到+100℃（如果选用国产温控箱，低温下限可以更低），可以满足绝大多数试验需求，功能拓展性最强。在UTM-130中有一个特别定制的UTM-130XL（超大型）版本，双柱间距更大，环境箱深度更大。这种型号是为测试沥青路面结构的疲劳寿命开发的，图3对比四点梁弯曲试验标准试件（380×63.5×50mm）和路面结构组合试件（790×160×200mm）的尺寸对比。UTM系列中，加载范围最大的型号是UTM-250，即最大静载250kN的试验设备。

美国回国研究学者关注动态模量，直接拉伸疲劳等试验。这种最好选择是AMPT PRO，±17kN动态测试能力，-10℃到+70℃的控温能力，0.01-100Hz的频率扫描能力，足以满足沥青混合料的绝大部分研究需求。尤其是AMPT的三轴室非常便于三轴试验，而对于UTM或AsphaltQube系列产品来说，安装和拆卸三轴室是一项比较费力的工作。

如果研究对象只是沥青混合料，但需要兼顾低温研究需求，那么建议选择新一代的电动型AsphaltQube PRO。其具有的±30KN的双向加载能力，-40℃到+80℃的控温范围，充裕的试验空间，可以满足绝大部分研究的需求。而且，相较于传统UTM系统的液压控制技术，电动控制技术的AsphaltQube系列产品具有以下的突出优势：

目前以上所有的路面材料动态试验系统均配备第三代IMACS2多轴控制与数据采集系统。IMACS2控制器兼容旧版本的UTS软件以及新版本的UTSNeutron软件。同时，旧的UTM系统的IMACS控制器也可以更新到IMACS2控制器。

与上一代IMACS控制器相比，IMACS2的功能和技术指标大幅度提升，其技术指标在市场上处于国际领先水平，部分重要的技术规格如下：

• Ad转换分辨率：24位

• 采样率：5kHz到200KHz

• 超采样倍数：64倍

• Da转换分辨率：16位

• 闭环控制频率：5kHz到25kHz

• 最大通道数量：20个

• 控制轴数量：2（标准）+3（扩展）

• 计算机通讯接口：千兆网口

• 外部通讯接口：RS485/RS232

• CAN网线接口

鉴于全球众多用户对于原有的UTS试验软件非常熟悉和喜爱，新版的UTS Neutron软件与UTS软件有众多的共通之处，老用户会快速熟悉新软件的操作，新用户也会轻松的理解软件的框架、功能。新版软件采用了试验程序方法库的设计，将所有的试验模板都集成到一个软件中，用户可以通过目录寻找合适的方法进行加载。我们也帮助厂家翻译所有软件界面和试验方法模板，实现软件语音汉化。

与传统的UTS Legacy软件相比，UTS Neutron支持在尺寸更大的显示屏上显示更多的信息。例如：如图10所示：四点弯曲疲劳试验曲线展示界面具有3个窗口，可以分别显示：

• “疲劳寿命判定指标 – 循环加载次数”曲线

• 荷载曲线和温度曲线

• 试件跨中挠度曲线和作动器位移曲线

结合每个窗口的双座标显示能力，用户无需进行曲线切换就能够一次性比较多个指标的变化趋势。

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