[發明專利]一種多用途界面剪切性能測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 201810933210.4
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109187225A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 胡靖;錢振東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

本發明公開一種多用途界面剪切性能測試裝置及其測試方法，包括環境箱和設置在環境箱內部的試驗試件，其特征在于：所述試驗試件四周設置有固定裝置，所述試驗試件水平面上設置有水平加載設備和水平位移傳感器，試驗試件垂直面上設置有豎向加載設備，所述水平加載設備與試驗試件之間設置有水平力壓頭和水平應力傳感器；所述豎向加載設備與試驗試件之間設置有豎向力壓頭和豎向應力傳感器，所述環境箱外部設置有控制器，所述控制器與水平應力傳感器、豎向應力傳感器和水平位移傳感器之間電連接。本裝置可實現剪切界面極限破壞與疲勞破壞性能數據的實時記錄與監測從而完成測試。本發明可用于剪切界面力學性能的測試，試驗數據可有效地評價路面鋪裝層間界面、不同介質材料剪切界面等多種復合結構的抗剪強度與剪切疲勞性能。

技術領域

本發明屬于混凝土材料與結構性能研究領域，特別涉及一種多用途界面剪切性能測試裝置及其測試方法。

背景技術

路面結構是由不同層次結構按照層狀體系組合而成，界面抗剪切性能是確保多層復合結構力學性能的關鍵指標，良好的層間抗剪強度與抗剪耐久性對提高結構使用壽命發揮著至關重要的作用。在土木工程領域，特別是道路鋪裝結構方面，通過灑布粘結材料將不同結構體粘為整體，如通過灑布乳化瀝青將瀝青路面上、下層粘為整體，或通過灑布環氧瀝青將鋼橋面板與瀝青鋪裝層粘為整體。然而，由于重載、氣候環境及材料自身性能的影響，界面粘結層往往較易出現裂縫，從而導致瀝青路面或橋面瀝青鋪裝脫層病害。

現階段對道路結構不同層次抗剪性能的測試方法較為單一，主要集中于采用拉拔試驗與直剪、斜剪試驗確定粘結層材料的極限破壞強度，在測試過程中往往忽視了環境溫度與疲勞荷載作用的影響，導致抗剪切性能優異的復合結構在實際使用過程中過早出現層間斷裂的情況。由此可見，設計一種新型界面剪切性能測試設備能有效地評價不同外界環境下的層間粘結狀況。該設備需要具備以下優勢：可調節的加載方式，能提供極限強度加載與疲勞性能加載兩種模式，確保全方位地評估層間粘結狀況；根據實際情況調整的豎向壓力，用于模擬荷載作用過程中所造成的剪應力；用于模擬不同溫度的加熱裝置，評估溫度改變對層間粘結性能的影響。

發明內容

發明目的：針對現有技術中界面性能測試設備測試模式單一的的問題，提供一種有效地評價了鋪裝結構層間界面的抗剪切性能、抗疲勞性能，并實現不同環境溫度的模擬，為評估普通路面結構與鋼橋面鋪裝結構的層間粘結性能提供了有效測試技術的多用途界面剪切性能測試裝置及其測試方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供一種多用途界面剪切性能測試裝置，包括環境箱和設置在環境箱內部的試驗試件，所述試驗試件四周設置有固定裝置，所述試驗試件水平面上設置有水平加載設備和水平位移傳感器，試驗試件垂直面上設置有豎向加載設備，所述水平加載設備與試驗試件之間設置有水平力壓頭和水平應力傳感器；所述豎向加載設備與試驗試件之間設置有豎向力壓頭和豎向應力傳感器，所述環境箱外部設置有控制器，所述控制器與水平應力傳感器、豎向應力傳感器和水平位移傳感器之間電連接。

進一步的，所述環境箱內設置有加熱管和溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制器之間電連接。

進一步的，所述固定裝置包括底板和側向支撐板，所述底板設置在試驗試件底部，所述側向支撐板通過緊固螺母固定設置在試驗試件兩側，所述側向支撐板與試驗試件之間設置有試件固定桿。

進一步的，所述水平加載設備與水平力壓頭之間設置有水平桿，所述水平桿上設置有水平力傳感器。

進一步的，所述豎向加載設備與豎向力壓頭之間設置有豎桿，所述豎桿上設置有豎向應力傳感器。

進一步的，所述試驗試件設置在底板正中。

進一步的，所述加熱管固定于距離環境箱頂部2cm的位置。

一種如上所述的多用途界面剪切性能測試裝置的測試方法，包括如下步驟：