專利名稱：路面層間粘結(jié)抗剪強度測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于有效評價路面層間粘結(jié)材料抗剪強度的方法，尤其是一種 較易解決目前路面層間粘結(jié)材料抗剪強度測試不準(zhǔn)確的方法，屬于公路路面性能 測試的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國高速公路建設(shè)中，普遍采用的是瀝青路面。為了使高速公路瀝青路面 多層組合體系具有良好的結(jié)構(gòu)承載力和耐久性，并提高抗水害損壞能力，對于層 間處理技術(shù)也越來越多的引起人們的廣泛重視。多層路面一般采取分層鋪筑，在 層與層之間往往由于施工污染、材料屬性差異等原因而使層間結(jié)合面成為薄弱環(huán) 節(jié)。在行車荷載(特別使水平荷載)的作用下，在層間產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力，當(dāng) 該力超過層間粘結(jié)材料的抗剪強度時，就會使面層在結(jié)合面上發(fā)生位移，嚴(yán)重時 會導(dǎo)致路面出現(xiàn)擁包、推移、脫落、起皮等因?qū)娱g粘結(jié)強度不足而導(dǎo)致的破壞形 式，嚴(yán)重影響了路面的使用性能和耐久性。可見，在室內(nèi)能準(zhǔn)確測試路面層間粘 結(jié)材料的抗剪強度，有利于為瀝青路面或橋面鋪裝選擇合適的粘結(jié)材料；在室外 現(xiàn)場能測試路面的粘結(jié)強度，有利于控制路面粘結(jié)層施工質(zhì)量控制。目前，常用的測試瀝青路面或橋面層間粘結(jié)材料剪切力的儀器屬于直剪類試 驗儀，在試驗時先將瀝青混合料試件固定在夾具上，如附圖1，然后在另一個加 載試件上施加一個與粘結(jié)層平面平行的力，直到兩試件之間出現(xiàn)相對滑動，從而 可以測得粘結(jié)層的抗剪強度。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)此類儀器用于室內(nèi)外測試層間粘 結(jié)材料的剪切力存在明顯不足首先，此類儀器的加載方式在粘結(jié)層部位產(chǎn)生較 大的彎矩，產(chǎn)生垂直于層間界面的拉應(yīng)力，使得層間破壞不全是由于剪切力造成 的，還有一部分拉應(yīng)力撕裂造成的，給測試結(jié)果帶來較大誤差；其次，在進(jìn)行現(xiàn) 場測試時，為實現(xiàn)在試件的側(cè)向施加剪應(yīng)力，必須對路面進(jìn)行較大程度的破壞， 以便有足夠的看見放下剪切設(shè)備，因此測試過程對路面的損害較大。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種路面層間粘結(jié)材料抗剪強度測試方法， 該方法較易解決由于加載方式不合理而導(dǎo)致試驗誤差較大的問題，且試驗方法更 簡單。技術(shù)方案本發(fā)明的路面層間粘結(jié)材料抗剪強度測試方法分室內(nèi)試驗和現(xiàn) 場試驗兩種，其具體步驟如下 室內(nèi)試驗(附圖2)按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052~~2000)相關(guān)試驗方 法成型馬歇爾試件,雙面擊實各75次，試件數(shù)目不少于6個，兩兩分為1組，將 每組試件的兩端擦拭干凈，保持干燥，在表面涂刷防水粘結(jié)層后，將兩個試件粘 結(jié)在一起制成試件備用；如果測試橋面鋪裝防水粘結(jié)層的剪切強度，把每組中的一個試件換成與橋面板頂面相同材料制成的試件(如水泥混凝土塊、鋼板等)即可，具體試驗步驟如下第一步把固定試件一端固定在夾具上，調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載 試件相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn)剪切試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min,第二步啟動電機，滾柱式定向離合器可以單方向自由轉(zhuǎn)動，帶動整個剪切機構(gòu)轉(zhuǎn)動，同時離合器內(nèi)部的空隙，可以保障電機啟動時，扭轉(zhuǎn)剪切機構(gòu)不立即 同步啟動，而稍后再開始旋轉(zhuǎn)，這樣可以避免電機啟動時的振動對剪切強度的影響，第三步扭力傳感器的數(shù)據(jù)采集直接由外接電腦控制，同時采集應(yīng)力和應(yīng) 變，并繪制其曲線，每組至少3個平行試件； 現(xiàn)場試驗(附圖3)第一步采用鉆芯機將瀝青混凝土層鉆到需要測試部位，提升取芯機，但不 把芯樣取出，采用電吹風(fēng)把芯樣表面用熱風(fēng)吹干，第二步使用強力膠把與芯樣直徑相同的剪切試驗夾具頭和芯樣粘結(jié)在一 起，至少30分鐘以后開始試驗，第三步調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn) 剪切試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗，試驗數(shù)據(jù)由儀器自動采集， 每隔0.1s采集一個數(shù)據(jù)，第四步根據(jù)采集的扭矩可以計算層間粘結(jié)材料的粘結(jié)強度。本發(fā)明創(chuàng)造性地改變了試驗過程中加載方式，在加載試件頂面施加扭矩代替 平行于粘結(jié)層的力，從而避免了在粘結(jié)層面產(chǎn)生垂直此面的拉應(yīng)力，從而使層間 的破壞全部是由于剪切應(yīng)力大于粘結(jié)層材料的抗剪強度造成的。有益效果此種路面層間粘結(jié)材料剪切強度測試方法，試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、 攜帶方便，可在室內(nèi)或現(xiàn)場進(jìn)行測試瀝青路面或橋面層間粘結(jié)強度，可在瀝青路 面新建和維修中用于測試不同接觸界面的層間粘結(jié)強度和其它兩種不同材料接 觸界面的粘結(jié)強度。為瀝青路面或橋面鋪裝選擇合適的粘結(jié)材料或粘結(jié)層施工質(zhì) 量控制提供了有效的方法。發(fā)明人已將該種試驗方法應(yīng)用于江蘇省南京-淮安高速公路老山隧道復(fù)合式 路面層間粘結(jié)強度評價中，目前該瀝青路面水損害較少，使用情況良好，說明本 發(fā)明試驗方法是合理的、可靠的、實用的。


圖1是室內(nèi)層間粘結(jié)材料直剪加載方式示意圖。其中有加載試件1、粘結(jié) 材料層2、固定試件3、平行加載方向4。圖2是室內(nèi)層間粘結(jié)材料扭轉(zhuǎn)剪切試驗加載方式示意圖。其中有加載試 件l、粘結(jié)材料層2、固定試件3、扭轉(zhuǎn)加載夾具5、扭轉(zhuǎn)加載方向6、夾具與芯 樣粘結(jié)處7。圖3是現(xiàn)場路面層間粘結(jié)材料扭轉(zhuǎn)剪切試驗加載方式示意圖。其中有扭 轉(zhuǎn)加載夾具5、扭轉(zhuǎn)加載方向6、夾具與芯樣粘結(jié)處7、現(xiàn)場芯樣試件8、瀝青路 面層下表面的粘結(jié)層9、瀝青路面層10。
具體實施方式
采用本發(fā)明測試層間粘結(jié)材料的試驗，具體分為室內(nèi)和室外兩種情況。一.室內(nèi)試驗(如附圖2)按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052""2000)相關(guān)試驗方 法成型馬歇爾試件,雙面擊實各75次，試件數(shù)目不少于6個，兩兩分為1組。將 每組試件的兩端擦拭干凈，保持干燥，在表面涂刷防水粘結(jié)層后，將兩個試件粘結(jié)在一起制成試件備用。如果測試橋面鋪裝防水粘結(jié)層的剪切強度，把每組 中的一個試件換成與橋面板頂面相同材料制成的試件(如水泥混凝土塊、鋼板等) 即可。具體試驗步驟如下(1) 把固定試件一端固定在夾具上，調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載試件 相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn)剪切試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min。(2) 啟動電機，滾柱式定向離合器可以單方向自由轉(zhuǎn)動，帶動整個剪切機構(gòu) 轉(zhuǎn)動。同時離合器內(nèi)部的空隙，可以保障電機啟動時，扭轉(zhuǎn)剪切機構(gòu)不立即同步 啟動，而稍后再開始旋轉(zhuǎn)，這樣可以避免電機啟動時的振動對剪切強度的影響。(3) 扭力傳感器的數(shù)據(jù)采集直接由外接電腦控制，同時采集應(yīng)力和應(yīng)變， 并繪制其曲線。每組至少3個平行試件。二.現(xiàn)場試驗(如附圖3)(1) 采用鉆芯機將瀝青混凝土層鉆到需要測試部位，提升取芯機，但不把 芯樣取出，采用電吹風(fēng)把芯樣表面用熱風(fēng)吹干。(2) 使用強力膠把與芯樣直徑相同的剪切試驗夾具頭和芯樣粘結(jié)在一起， 至少30分鐘以后開始試驗。(3) 調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn)剪切 試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗，試驗數(shù)據(jù)由儀器自動采集，每隔 O.ls采集一個數(shù)據(jù)。(4) 根據(jù)采集的扭矩可以計算層間粘結(jié)材料的粘結(jié)強度。
權(quán)利要求
1. 一種路面層間粘結(jié)抗剪強度測試方法，其特征在于該測試方法分室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗兩種，其具體步驟如下室內(nèi)試驗成型馬歇爾試件，雙面擊實各75次，試件數(shù)目不少于6個，兩兩分為1組，將每組試件的兩端擦拭干凈，保持干燥，在表面涂刷防水粘結(jié)層后，將兩個試件粘結(jié)在一起制成試件備用；如果測試橋面鋪裝防水粘結(jié)層的剪切強度，把每組中的一個試件換成與橋面板頂面相同材料制成的試件即可，具體試驗步驟如下第一步把固定試件一端固定在夾具上，調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn)剪切試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min，第二步啟動電機，滾柱式定向離合器可以單方向自由轉(zhuǎn)動，帶動整個剪切機構(gòu)轉(zhuǎn)動，同時離合器內(nèi)部的空隙，可以保障電機啟動時，扭轉(zhuǎn)剪切機構(gòu)不立即同步啟動，而稍后再開始旋轉(zhuǎn)，這樣可以避免電機啟動時的振動對剪切強度的影響，第三步扭力傳感器的數(shù)據(jù)采集直接由外接電腦控制，同時采集應(yīng)力和應(yīng)變，并繪制其曲線，每組至少3個平行試件；現(xiàn)場試驗第一步采用鉆芯機將瀝青混凝土層鉆到需要測試部位，提升取芯機，但不把芯樣取出，采用電吹風(fēng)把芯樣表面用熱風(fēng)吹干，第二步使用強力膠把與芯樣直徑相同的剪切試驗夾具頭和芯樣粘結(jié)在一起，至少30分鐘以后開始試驗，第三步調(diào)整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設(shè)置扭轉(zhuǎn)剪切試驗的速度是0.05轉(zhuǎn)/min進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗，試驗數(shù)據(jù)由儀器自動采集，每隔0.1s采集一個數(shù)據(jù)，第四步根據(jù)采集的扭矩可以計算層間粘結(jié)材料的粘結(jié)強度。
全文摘要
路面層間粘結(jié)抗剪強度測試方法是一種用于有效評價路面層間粘結(jié)材料抗剪強度的方法，尤其是一種較易解決目前路面層間粘結(jié)材料抗剪強度由于加載方式不合理而導(dǎo)致測試不準(zhǔn)確的方法，且試驗方法更簡單。該方法為1.室內(nèi)試驗第一步制備試件，并固定試件；第二步啟動電機，進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗；第三步采集數(shù)據(jù)，并分析。2.現(xiàn)場試驗第一步路面層鉆芯，不取出，熱風(fēng)吹干上表面；第二步把剪切試驗夾具頭和芯樣粘結(jié)在一起，第三步30分鐘后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗；第四步并采集數(shù)據(jù)并分析。
文檔編號G01N3/24GK101275903SQ20081002556
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者爽 王, 濤 許, 趙永利, 黃曉明 申請人:東南大學(xué)