[發明專利]一種車輛制動條件下鋪面界面抗剪疲勞測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201810115038.1
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108037028B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張磊;朱凱軒;單睿;丁永富;馬麗莎;任仲山;雷躍超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種車輛制動條件下鋪面界面抗剪疲勞測試方法及裝置，屬于道路工程技術領域，能夠更加準確的測試出鋪面界面抗剪疲勞性能。該測試裝置包括框架、導軌支座、固定裝置和加載裝置；框架包括立柱、水平滑道和底座；導軌支座包括三次曲線導軌、滾輪和試件夾具；滾輪連接在試件夾具下部，且滾輪位于導軌中；固定裝置包括上部扣件和螺栓；上部扣件和試件夾具扣接；加載裝置包括豎直加載裝置、水平牽引裝置和加載力臂；水平牽引裝置固定連接在水平滑道的一端，豎直加載裝置位于水平滑道中，且水平牽引裝置與豎直加載裝置連接；加載力臂的頂端與豎直加載裝置固定連接，加載力臂的底端通過螺栓與上部扣件鉸接。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，主要用于室內鋪面結構試件在荷載條件下，其粘結界面抗剪疲勞特性的測試，具體來說，涉及一種車輛制動條件下鋪面界面抗剪疲勞測試方法及裝置。

背景技術

隨著城市道路和公路建設日益發展，在城市道路平交口的停車等待區和公路的長縱坡路段，車輛制動與起步會對鋪面產生水平荷載。此時，層間切向剪應力將比一般路段增大數倍，瀝青面層易產生層間剪切破壞，特別是在面層與基層或磨耗層的粘結界面。粘結界面連接上下鋪裝層，使其成為整體，充分發揮面層與基層的復合作用。在這些路段，制動與起動對鋪面結構產生的荷載頻繁，周期性的荷載使得界面應力狀態處于交迭變化狀態。當荷載作用超過一定次數后，鋪面結構粘結界面產生的應力就會超過其強度下降后的承載能力，繼而鋪面出現裂紋，最終產生疲勞破壞。對瀝青鋪面結構粘結界面剪切疲勞展開深入研究是展開瀝青鋪面損壞分析及其對策研究的重要組成部分。瀝青鋪面層間一旦出現滑移或是剝離，將直接影響鋪面結構的整體使用壽命。若不及時進行處理，雨水滲入瀝青層內，在荷載作用及動水壓力的反復沖刷下，將可能使得層間界面與礦料間持續剝離，進而使得層間界面出現斷裂，鋪面出現U型裂縫等病害。因此，檢驗鋪面結構在車輛荷載作用下的粘結層疲勞特性，指導鋪面結構設計和材料設計，必須對粘結層進行更為有效的疲勞測試。

目前傳統的剪切疲勞實驗針對相同剪切角度進行疲勞測試，即粘結界面的正應力和剪應力比值為定值。而通過理論分析可知：在車輛制動荷載作用下，層間剪切應力狀態的正應力與剪應力比值是變化的，即剪切角度是隨著時間改變的。因此傳統的剪切疲勞實驗方法不能反映車輛制動荷載下粘結層剪切角度隨著時間變化的實際情況，無法模擬實際工程情況，因此有必要針對在制動荷載條件下的粘結層進行疲勞測試。

發明內容

技術問題：本發明為解決傳統剪切疲勞測試方法的不足，提供一種車輛制動條件下鋪面界面抗剪疲勞測試方法及裝置，能夠更加準確的測試出鋪面界面抗剪疲勞性能。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明實施例采用以下技術方案：

一種車輛制動條件下鋪面界面抗剪疲勞測試方法，包括以下步驟：

步驟10)根據獲取的三次曲線導軌線型制作導軌；安裝固定導軌；

步驟20)將試件安裝在試件夾具中，并安裝上部扣件和加載力臂，將滾輪置于導軌中；

步驟30)通過調節水平牽引裝置，將豎直加載裝置移至初始位置；

步驟40)啟動裝置，豎直加載裝置對試件施加峰值為P的半正弦波的豎向荷載，同時水平牽引裝置作勻速往復周期性運動，對試件進行剪切疲勞測試；

步驟50)當試件的粘結界面發生滑移并脫離，加載裝置的負載感應器所反饋的力大幅度降低時，停止加載，并讀取加載次數N，所述加載次數N為試件在該荷載條件下的疲勞壽命。

作為優選例，所述試件的粘結界面是指根據鋪面結構層所成型試件的上下兩部分的粘結層。

作為優選例，所述加載裝置的負載感應器所反饋的力大幅度降低，是指負載感應器所反饋的力降低至低于設定加載值的1/10。