[發(fā)明專利]測試瀝青路面裂縫修補材料粘結性能的評價裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115824950A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉麗;董雨明;劉鑫磊;李陽;張琛;蔣汶玉
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;中交基礎設施養(yǎng)護集團有限公司;中交路橋檢測養(yǎng)護有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N3/08;G01N1/28
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種測試瀝青路面裂縫修補材料粘結性能的評價裝置，用于在不同環(huán)境和動載條件下測試瀝青路面裂縫修補材料粘結性能，其特征在于，所述評價裝置包括環(huán)境箱、水箱、吸水組件、間接拉伸試驗的加載設備及控制系統(tǒng)，所述環(huán)境箱為溫控箱，溫控箱的上端密封連接間接拉伸試驗的加載設備，間接拉伸試驗的加載設備包括動載加載單元和拉伸加載軸、動載傳感器，動載加載單元固定在拉伸加載軸的下端，拉伸加載軸的下部從環(huán)境箱頂部垂直伸入環(huán)境箱內(nèi)部，二者連接處進行密封處理；位于拉伸加載軸正下方的環(huán)境箱內(nèi)設置有用于支撐固定待測試件的基座，基座通過壓條與待測試件固定在一起，所述環(huán)境箱的內(nèi)壁相對的兩側沿高度方向安裝有兩個水箱，水箱高度不小于待測試件安裝在環(huán)境箱之后的高度，且所述水箱上沿高度方向設置有若干數(shù)量的注水噴射頭；

所述待測試件為修補材料粘結在劈裂的馬歇爾試件的裂縫中形成的粘結基材，待測試件具有一條貫穿裂縫，在貫穿裂縫所在區(qū)域的中心按照十字交叉方式布置有多個橫向位移應變片和豎向位移應變片，分別測量其橫向位移變化和豎向位移變化；所述應變片均為防水應變片，均安裝在待測試件與水箱相對的單側端面上；

所述水箱上的注水噴射頭均朝向待測試件的裂縫端面進行噴射注水；

所述環(huán)境箱的底部兩側分別通過一個吸水組件連接相應側的水箱下部的回水口；所述吸水組件為吸水泵和吸水管道，吸水泵置于環(huán)境箱外側，且靠近水箱所在位置，吸水泵的進水口通過吸水管道連接環(huán)境箱底部，吸水泵的出水口通過相應吸水管道連接水箱的回水口；

所述控制系統(tǒng)用于控制環(huán)境箱內(nèi)的溫度，同時能控制所有注水噴射頭的對待測試件的總噴水量、控制系統(tǒng)與吸水組件中的吸水泵電連接，能夠控制吸水泵的啟停，此外控制系統(tǒng)還與動態(tài)加載單元、動載傳感器、橫向位移應變片和豎向位移應變片電性連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的評價裝置，其特征在于，所述水箱上安裝有電磁閥開關，每個注水噴射頭上安裝有流量計，電磁閥開關和所有流量計均與控制系統(tǒng)電性連接；所有注水噴射頭的出水速率相同，所記錄的注水量為所有注水噴射頭出水量之和；每個注水噴射頭上加流量計，單個注水噴射頭的出水量＝流量*時間。

3.一種測試瀝青路面裂縫修補材料粘結性能的評價方法，其特征在于，所述評價方法的過程是：

1)制備粘結基材：粘結基材為修補材料和劈裂后的馬歇爾試件固化而成的一體結構，將劈裂后的馬歇爾試件通過修補材料粘結起來，并固化7天進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間結束后獲得粘結基材，進行試驗；

2)設置環(huán)境箱的溫度和注水量，將準備好的粘結基材放置在間接拉伸試驗的加載設備試件加載端上，然后將其放置在已設置好環(huán)境溫度的環(huán)境箱中，對粘結基材進行間接拉伸動態(tài)模量試驗，動載加載單元接觸待測試件之后，將持續(xù)施加的豎直向下的加載力轉(zhuǎn)化為粘結基材的間接拉伸力，代表動態(tài)加載過程，在此過程中對粘結基材的間接拉伸動態(tài)模量進行測試，且在試驗過程中注水噴頭持續(xù)向粘結基材注水，當瀝青混合料粘結基材達到斷裂時試驗結束，停止注水，并記錄試驗結束時的溫度與注水量的變化，并同時測量試驗前后瀝青混合料修補材料的變形長度變化，獲得斷裂時的橫向位移的應變數(shù)據(jù)及間接拉伸動態(tài)模量動載力的值；

3)按照E＝1/ε_x(σ_x-μσ_y)計算間接拉伸動態(tài)模量E，

其中，μ為馬歇爾試件材料泊松比；σ_x為水平方向應力，σ_y為豎向應力值，二者均通過間接拉伸試驗斷裂時采集獲得，ε_x為橫向位移的應變數(shù)據(jù)；

以E值評價粘結特性，E越大，粘結性能越好。

4.根據(jù)權利要求3所述的評價方法，其特征在于，所述間接拉伸動態(tài)模量E的測定采用應力控制模式，荷載采用連續(xù)半正矢波荷載，荷載水平的確定考慮保持水平方向的應變在馬歇爾試件材料的線彈性范圍內(nèi)，通過控制試件水平方向產(chǎn)生的應變在一定范圍內(nèi)所對應的荷載來確定間接拉伸動態(tài)模量。