[發明專利]路面層間粘結抗剪強度測試方法

無效

• 申請號: 200810025565.X
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101275903A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 趙永利;許濤;黃曉明;王爽
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N3/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種用于有效評價路面層間粘結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材料抗剪強度測試不準確的方法，屬于公路路面性能測試的技術領域。

背景技術

在我國高速公路建設中，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構承載力和耐久性，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合面成為薄弱環節。在行車荷載(特別使水平荷載)的作用下，在層間產生較大的剪切應力，當該力超過層間粘結材料的抗剪強度時，就會使面層在結合面上發生位移，嚴重時會導致路面出現擁包、推移、脫落、起皮等因層間粘結強度不足而導致的破壞形式，嚴重影響了路面的使用性能和耐久性。可見，在室內能準確測試路面層間粘結材料的抗剪強度，有利于為瀝青路面或橋面鋪裝選擇合適的粘結材料；在室外現場能測試路面的粘結強度，有利于控制路面粘結層施工質量控制。

目前，常用的測試瀝青路面或橋面層間粘結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層平面平行的力，直到兩試件之間出現相對滑動，從而可以測得粘結層的抗剪強度。在試驗過程中發現此類儀器用于室內外測試層間粘結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層部位產生較大的彎矩，產生垂直于層間界面的拉應力，使得層間破壞不全是由于剪切力造成的，還有一部分拉應力撕裂造成的，給測試結果帶來較大誤差；其次，在進行現場測試時，為實現在試件的側向施加剪應力，必須對路面進行較大程度的破壞，以便有足夠的看見放下剪切設備，因此測試過程對路面的損害較大。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種路面層間粘結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致試驗誤差較大的問題，且試驗方法更簡單。

技術方案：本發明的路面層間粘結材料抗剪強度測試方法分室內試驗和現場試驗兩種，其具體步驟如下：

室內試驗：(附圖2)

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)相關試驗方法成型馬歇爾試件，雙面擊實各75次，試件數目不少于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層后，將兩個試件粘結在一起制成試件備用；如果測試橋面鋪裝防水粘結層的剪切強度，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，調整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設置扭轉剪切試驗的速度是0.05轉/min，

第二步：啟動電機，滾柱式定向離合器可以單方向自由轉動，帶動整個剪切機構轉動，同時離合器內部的空隙，可以保障電機啟動時，扭轉剪切機構不立即同步啟動，而稍后再開始旋轉，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：扭力傳感器的數據采集直接由外接電腦控制，同時采集應力和應變，并繪制其曲線，每組至少3個平行試件；

現場試驗(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，采用電吹風把芯樣表面用熱風吹干，

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在一起，至少30分鐘以后開始試驗，

第三步：調整加載軸下端頭高度使其與加載試件相接觸，并固定，設置扭轉剪切試驗的速度是0.05轉/min進行扭轉剪切試驗，試驗數據由儀器自動采集，每隔0.1s采集一個數據，

第四步：根據采集的扭矩可以計算層間粘結材料的粘結強度。

本發明創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層的力，從而避免了在粘結層面產生垂直此面的拉應力，從而使層間的破壞全部是由于剪切應力大于粘結層材料的抗剪強度造成的。

有益效果：此種路面層間粘結材料剪切強度測試方法，試驗數據準確可靠、攜帶方便，可在室內或現場進行測試瀝青路面或橋面層間粘結強度，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強度和其它兩種不同材料接觸界面的粘結強度。為瀝青路面或橋面鋪裝選擇合適的粘結材料或粘結層施工質量控制提供了有效的方法。

發明人已將該種試驗方法應用于江蘇省南京-淮安高速公路老山隧道復合式路面層間粘結強度評價中，目前該瀝青路面水損害較少，使用情況良好，說明本發明試驗方法是合理的、可靠的、實用的。

附圖說明