[發明專利]瀝青路面粘結層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 201310647711.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103698229A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 陳玉;孫紅燕;王華楠
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及公路工程領域，尤其涉及一種瀝青路面粘結層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法。

背景技術

工作狀況良好的瀝青路面層間粘結可以保證路面層狀體系的整體性，進而有效的將車輛荷載從路表傳遞到路基并將荷載分布開來，從而減少路面損傷。相反，一旦路面失去層間粘結出現剝離，將導致層間滑移，降低路面層間抗剪切能力，進而降低路面傳遞車輛荷載能力，最終導致路面病害(如裂縫、車轍、推移、擁包、坑槽等)的出現。長期以來，層間剪切滑移一直是我國路面研究中涉及較少的一個方面，這與我國瀝青路面設計中各層間完全連續的假設有關。工程實踐中，層間接觸一般處于完全連續和完全滑動之間，如果層間處置措施不當，很容易成為路面結構的薄弱環節，在重載、高溫、陡坡等不利條件下容易發生層間剪切破壞。

目前，多采用層間剪切強度指標來評價路面層間粘結性能，即通過量測層間剪切強度來評價粘結層材料類型、用量、養生時間及粘結層路表狀況對層間剪切性能的影響。剪切強度一般通過在復合試件上施加直剪力或扭矩，以試件破壞時單位面積上最大直剪力或最大扭矩來計算獲得。以層間剪切強度為唯一評價指標的缺陷在于，一方面粘結層破壞過程與實踐中路面粘結層在車輛水平荷載作用下疲勞破壞過程不符；另一方面，由于瀝青材料的粘彈性，在循環荷載的加載間歇，粘結層材料可消散累積于層間剪切面上的剪應力并修復部分材料損傷，而單調加載方式下，粘結層材料無法消散累積于層間的剪應力，從而無法全面反映粘結層材料的抗剪性能；此外，以層間剪切強度為單一評價指標的結果是片面追求高強度而采用粘度過高的粘結層材料，最終可能導致抗疲勞剪切性能下降。因此以剪切強度為評價指標既未能反映粘結層材料在疲勞荷載作用下的力學行為也未能揭示粘結層抗剪切破壞機理。

由此可見，上述現有的以單一剪切強度為評價指標的試驗方法無法用來評價粘結層材料抗疲勞剪切性能，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層間疲勞剪切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

針對上述缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種瀝青路面粘結層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法，測試路面的應力消散能力。

為達到以上目的，本發明的技術方案為：

一種瀝青路面粘結層間抗疲勞剪切性能測試方法，包括以下步驟：

1）、對稱型復合試件準備：

沿對稱型復合試件徑向開設用于放置荷載的應力集中孔，所述對稱型復合試件從上往下依次包括第一上層路面層、第一下層路面層、第二下層路面層、以及第二上層路面層，其中，第一下層路面層和第二下層路面層中設置有擋板，擋板將第一下層路面層分為左第一下層路面層和右第一下層路面層，且擋板將第二下層路面層分為左第二下層路面層和右第二下層路面層，應力集中孔沿擋板長度方向穿過擋板；

2）、安裝變形計量儀：

在左、右第一下層路面層以及左、右第二下層路面層上安裝變形測量儀;

3）、加載荷載：

在應力集中孔中放置有用于對左第一下層路面層和左第二下層路面層施加荷載的第一拉桿以及對右第一下層路面層和右第二下層路面層的第二拉桿，通過第一拉桿和第二拉桿施加45～65N的固定循環荷載；

4）、記載數據：

通過變形測量儀觀測到的變形發生突變或者實驗者有需要時，試驗操作者即采集多個循環的試驗數據，采集的試驗數據包括變形量測儀數據、時間、荷載、試驗中的總變形；

5）、對采集到的處理數據進行數據處理，獲取對稱型復合試件的抗疲勞剪切性能。

對稱型復合試件的制備包括以下步驟：

1.1、制備密集配旋轉壓實試件；

1.2、將密集配旋轉壓實試件沿周向均分為第一、第二密集配旋轉壓實試件，形成第一切面和第二切面，并分別將第一、第二密集配旋轉壓實試件沿徑向均分為左、右密集配旋轉壓實試件，形成第一左、第一右密集配旋轉壓實試件和第二左、第二右密集配旋轉壓實試件；

1.3、在第一左、第一右密集配旋轉壓實試件中間放置擋板后，將第一左、第一右密集配旋轉壓實試件固定在一起，形成第一下層路面試件，第二下層路面試件的制作方法與第一下層路面試件相同；

1.4、在第一切面和第二切面上均勻施加粘結層材料，然后壓實拌合好的松散上層路面材料，形成兩個復合試件；

1.5、待試件干燥之后，將復合試件的第一、第二下層路面端粘結在一起，形成對稱型復合試件。

步驟1.4中粘結層材料為粘層油。