[發(fā)明專利]復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能評價(jià)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310079893.2
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN115931603A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫立軍;金添;劉黎萍;楊瑞康;袁江
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N1/28;G01N19/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能評價(jià)方法及系統(tǒng)。該方法包括：對雙層車轍板進(jìn)行切割制備試件；將試件分為凍融組試件和未凍融組試件；對凍融組試件和未凍融組試件進(jìn)行層間粘結(jié)耐久性能試驗(yàn)，得到加載過程中的最大荷載；根據(jù)最大荷載確定重復(fù)荷載的峰值，對凍融組試件和未凍融組試件進(jìn)行層間粘結(jié)疲勞試驗(yàn)，得到位移變化曲線；根據(jù)位移變化曲線確定試件的層間疲勞壽命；根據(jù)凍融前后疲勞壽命的比值評價(jià)試件的層間粘結(jié)耐久性能。本發(fā)明解決了現(xiàn)有測試層間粘結(jié)性能的方法中存在的與路面層間實(shí)際受力狀態(tài)不符、無法評價(jià)實(shí)際間歇車輛荷載與水的作用下路面層間粘結(jié)的耐久性等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能評價(jià)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

路面層間粘結(jié)的耐久性能會(huì)顯著影響路面的使用壽命，在車輛的反復(fù)荷載作用下路面層間容易產(chǎn)生剪切破壞，喪失粘結(jié)效果，使路面產(chǎn)生滑移開裂、脫皮、推移擁包等病害。而在多雨地區(qū)，降水滲透到路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，沖刷層間粘結(jié)的薄弱位置，會(huì)加快層間粘結(jié)性能的衰減和路面病害的發(fā)展。因此路面不同的材料結(jié)構(gòu)層之間進(jìn)行合適的防水粘結(jié)處理，保證層間粘結(jié)的耐久性能是施工的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，其中包括瀝青面層之間的粘結(jié)，以及水泥混凝土板和瀝青層間粘結(jié)的耐久性能都至關(guān)重要。

目前常用于評價(jià)路面層間粘結(jié)性能的方法主要有直接剪切試驗(yàn)、斜向剪切試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)和直接拉伸試驗(yàn)等。

以Leutner剪切儀和LISST剪切儀為代表的直接剪切試驗(yàn)，通過豎向加載桿在層間施加恒定剪切位移速率，測試層間抗剪強(qiáng)度，在直剪試驗(yàn)中層間的滑移方向與加載桿移動(dòng)方向平行，張鋒等人為研究水泥混凝土防水粘結(jié)層的粘結(jié)性能，制備了復(fù)合試件進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，結(jié)果表明隨著防水粘結(jié)層用量的增大，剪切強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢。直接剪切試驗(yàn)原理簡單，實(shí)施方便，但與路面層間實(shí)際的受力狀態(tài)不符，無法揭示層間的破壞機(jī)理。

斜向剪切試驗(yàn)又稱斜剪試驗(yàn)，試驗(yàn)中層間的滑移方向與加載桿移動(dòng)方向存在一定的夾角，使試件層間既受到切向的剪應(yīng)力，也受到法向的壓應(yīng)力，季節(jié)等人通過斜剪試驗(yàn)評價(jià)了不同溫度、剪切速率和粘結(jié)材料對防水粘結(jié)層材料強(qiáng)度的影響規(guī)律，確定了試驗(yàn)的最佳剪切速率與水泥混凝土的表面處理方式。斜剪試驗(yàn)可以更好地模擬行車荷載對路面層間的剪切破壞以及評價(jià)層間的粘結(jié)性能，但已有的斜剪試驗(yàn)大部分是單次加載破壞的強(qiáng)度試驗(yàn)，不能反應(yīng)水泥層與瀝青層界面在車輛重復(fù)荷載作用下層間粘結(jié)性能的衰減過程，少數(shù)斜剪試驗(yàn)涉及到的重復(fù)加載也是采用的連續(xù)加載模式，沒有考慮到路面在服役時(shí)，車輛荷載是間歇施加的，間歇期間粘結(jié)層的損傷會(huì)在一定程度上得以恢復(fù)，因此室內(nèi)的斜剪疲勞試驗(yàn)的加載還需要考慮荷載的間歇，才能真實(shí)準(zhǔn)確地測試層間的粘結(jié)性能。

扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)將試件固定在儀器底座上，試件頂部粘接鋼板并連接扳手，對試件施加扭矩直至層間產(chǎn)生破壞，計(jì)算相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，可以用于評價(jià)薄層罩面的施工質(zhì)量；LTCQT拉拔試驗(yàn)可以測試粘層油的粘結(jié)效果，將儀器拉拔頭直接固定在完成施工的粘結(jié)層上，以0.2mm/s勻速升起以測試?yán)握辰Y(jié)強(qiáng)度。但扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)與直接拉伸試驗(yàn)也與路面層間實(shí)際受力狀態(tài)不符，不能準(zhǔn)確評價(jià)層間粘結(jié)性能。

總的來說，已有的評價(jià)路面層間粘結(jié)性能的試驗(yàn)方法大多不能體現(xiàn)層間真實(shí)的受力狀態(tài)，與實(shí)際的層間粘結(jié)破壞機(jī)理不符，且不能準(zhǔn)確模擬在間歇的車輛荷載作用下，以及水對層間粘結(jié)性能的影響，對于層間粘結(jié)疲勞破壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)也不明確，缺少能準(zhǔn)確評價(jià)真實(shí)服役環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能的方法，因此，有必要開發(fā)能評價(jià)復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能的方法及系統(tǒng)，為路面層間的處理與施工起到準(zhǔn)確的指導(dǎo)作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能評價(jià)方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有測試層間粘結(jié)性能的方法中存在的與路面層間實(shí)際受力狀態(tài)不符、無法評價(jià)實(shí)際間歇車輛荷載與水的作用下路面層間粘結(jié)的耐久性等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種復(fù)雜荷載環(huán)境下路面層間粘結(jié)耐久性能評價(jià)方法，包括：