[發明專利]瀝青路面粘結層抗‘自上而下’開裂試驗方法

有效

• 申請號: 201310283264.8
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103353428A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 陳玉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種公路路面領域的材料抗裂性能試驗方法，特別是涉及一種瀝青路面粘結層抗‘自上而下’開裂試驗方法。

背景技術

自上而下（Top-down）開裂源于路表面的輪跡帶附近并隨時間向下擴展。它是開級配磨耗層瀝青路面的主要破壞類型之一；這是由于開級配瀝青混合料與密級配瀝青混合料相比具有極低的斷裂能。為保證開級配磨耗層具有較好的抗自上而下（top-down）開裂性能，常在磨耗層與其結構層間鋪設改性乳化瀝青粘層油；試驗路結果表明該改性乳化瀝青可顯著提高磨耗層的抗自上而下（top-down）開裂性能。鋪設于層間的改性乳化瀝青在磨耗層碾壓過程中會向上遷移并進入磨耗層空隙而在層間形成富含瀝青的特殊混合料層。

為考慮粘結層與瀝青層間的相互作用，需成型含粘結層材料的復合試件；同時為模擬抗自上而下（top-down）開裂過程，復合試件的破壞過程需包括裂紋起裂及擴展兩個部分。當前評價瀝青混合料抗拉性能的試驗方法，包括圓盤拉伸試驗(Disk-shaped?compact?tension,DCT)，半圓形彎曲試驗(semi-circular?bending,SCB)，Superpave間接拉升試驗(Superpave?IDT)及直接拉升試驗(Uniaxial?tension?test)，均只能用于評價單一材料。同時，用來評價夾層材料抗裂性能試驗方法均需幾何尺寸較大試件，而此類試件很難在室內及室外成型。

當前主要采用剪切強度試驗評價粘結層層間狀況。該類方法假定罩面層與結構層間的粘結層為一薄膜層。剪切試驗方法中的單調加載方式與實際道路交通荷載模式不符。剪切試驗方法中裂紋沿層間方向擴展而粘結層抗自上而下（top-down）開裂試驗中，裂紋需沿垂直于層間方向擴展。因此無法采用剪切試驗方法來評價粘結層材料的抗top-down開裂性能。

由此可見，上述現有的單一材料性能評價方法及粘結層剪切試驗方法無法用來評價粘結層材料抗自上而下開裂性能，而亟待加以進一步改進。解決現有試驗方法在評價粘結層材料抗自上而下開裂性能試驗方法的缺陷，顯然是相關業者急欲解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有試驗方法在評價粘結層材料抗裂性能方面存在的缺陷，而提供一種新的瀝青路面粘結層抗‘自上而下’裂試驗方法，所要解決的技術問題是使其加載模式更反映實際道路荷載作用下，粘結層材料的應力消散能力試驗結果的離散性降低，節約試驗材料從而更加適于實用，且具有產業上的利用價值。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種瀝青路面粘結層抗‘自上而下’裂試驗方法，其包括以下步驟：

步驟1：制作成型復合試件

通過Superpave旋轉壓實的成型密集配旋轉壓實試件，成型后試件直徑150mm，高度約110mm；

從該成型密集配旋轉壓實試件中部用鋸子將其等分為二，均用作結構層；

在兩個結構層試件新切表面上，分別均勻施加粘結層材料；

再將每一個結構層試件從底部重新放入旋轉壓實模子，在其上通過控制壓實后結構層試件的高度的方式壓實拌合好的松散磨耗層路面材料，形成兩個復合試件；

將兩個復合試件中每一個復合試件用鋸子沿平行于直徑方向切開，切割后的厚度為38.1mm，再沿高度方向切開，切割后的磨耗層及結構層高度方向厚度各為25.4mm；待試件干燥之后，再將兩個復合試件沿磨耗層表面用環氧樹脂即Product?E-20HP粘結在一起，形成新的對稱型的成型復合試件；

若從現場鉆芯所得由磨耗層及結構層組成的復合試件，直接將復合試件用鋸子沿平行于直徑方向切開，切割后的厚度為38.1mm，再沿高度方向切開，切割后的磨耗層及結構層高度方向厚度各為25.4mm；待試件干燥之后，再將兩個成型復合試件沿磨耗層表面用環氧樹脂即Product?E-20HP粘結在一起，形成新的對稱型的成型復合試件；

最后用外徑為19.05mm鉆頭在該成型復合試件中部設置應力集中孔并作為施加荷載的位置；

步驟2：安裝變形計量儀

在成型復合試件表面黏貼變形量測儀固定裝置并在變形量測儀固定裝置上安裝變形測量儀，測試前應在環境箱(1)中恒溫至少3小時；然后在成型復合試件表面安裝變形量測儀；

步驟3：加載

將成型復合試件放入均勻加載裝置中并在成型復合試件)上施加45-65N的固定荷載以保證成型復合試件與均勻加載裝置間的良好接觸；