瀝青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瀝青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法，其步驟是，首先制作成型復(fù)合試件,并在成型復(fù)合試件中部設(shè)置加載孔及切縫；然后在成型復(fù)合試件表面的切縫周圍安裝變形量測儀；再將成型復(fù)合試件放入均勻加載裝置中施加45-65N的固定荷載后，對成型復(fù)合試件上施加周期為1秒的循環(huán)荷載，包括0.1秒半正弦形加載與0.9秒間歇。最后通過變形量測儀觀測并記錄發(fā)生變形突變處的6個循環(huán)數(shù)據(jù)，并利用疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N與粘結(jié)層剪切破壞速率K兩個指標(biāo)評價粘結(jié)層抗疲勞剪切破壞性能。使其加載模式更真實反映粘結(jié)層材料在疲勞剪切荷載作用下的應(yīng)力消散能力。試驗結(jié)果的離散性降低，節(jié)約試驗材料、操作簡便，從而更加適于實用。
【專利說明】瀝青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公路工程領(lǐng)域，尤其涉及一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工作狀況良好的浙青路面層間粘結(jié)可以保證路面層狀體系的整體性，進(jìn)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(jié)出現(xiàn)剝離，將導(dǎo)致層間滑移，降低路面層間抗剪切能力，進(jìn)而降低路面?zhèn)鬟f車輛荷載能力，最終導(dǎo)致路面病害(如裂縫、車轍、推移、擁包、坑槽等)的出現(xiàn)。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，這與我國浙青路面設(shè)計中各層間完全連續(xù)的假設(shè)有關(guān)。工程實踐中，層間接觸一般處于完全連續(xù)和完全滑動之間，如果層間處置措施不當(dāng)，很容易成為路面結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，在重載、高溫、陡坡等不利條件下容易發(fā)生層間剪切破壞。
[0003]目前，多采用層間剪切強(qiáng)度指標(biāo)來評價路面層間粘結(jié)性能，即通過量測層間剪切強(qiáng)度來評價粘結(jié)層材料類型、用量、養(yǎng)生時間及粘結(jié)層路表狀況對層間剪切性能的影響。剪切強(qiáng)度一般通過在復(fù)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(qiáng)度為唯一評價指標(biāo)的缺陷在于，一方面粘結(jié)層破壞過程與實踐中路面粘結(jié)層在車輛水平荷載作用下疲勞破壞過程不符；另一方面，由于浙青材料的粘彈性，在循環(huán)荷載的加載間歇，粘結(jié)層材料可消散累積于層間剪切面上的剪應(yīng)力并修復(fù)部分材料損傷，而單調(diào)加載方式下，粘結(jié)層材料無法消散累積于層間的剪應(yīng)力，從而無法全面反映粘結(jié)層材料的抗剪性能；此外，以層間剪切強(qiáng)度為單一評價指標(biāo)的結(jié)果是片面追求高強(qiáng)度而采用粘度過高的粘結(jié)層材料，最終可能導(dǎo)致抗疲勞剪切性能下降。因此以剪切強(qiáng)度為評價指標(biāo)既未能反映粘結(jié)層材料在疲勞荷載作用下的力學(xué)行為也未能揭示粘結(jié)層抗剪切破壞機(jī)理。
[0004]由此可見，上述現(xiàn)有的以單一剪切強(qiáng)度為評價指標(biāo)的試驗方法無法用來評價粘結(jié)層材料抗疲勞剪切性能，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。解決現(xiàn)有試驗方法在評價粘結(jié)層材料抗層間疲勞剪切性能試驗方法的缺陷，顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種浙青路面粘結(jié)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(yīng)力消散能力。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，包括以下步驟:
[0008]I)、對稱型復(fù)合試件準(zhǔn)備:
[0009]沿對稱型復(fù)合試件徑向開設(shè)用于放置荷載的應(yīng)力集中孔，所述對稱型復(fù)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(shè)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(yīng)力集中孔沿?fù)醢彘L度方向穿過擋板；
[0010]2)、安裝變形計量儀:
[0011]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；
[0012]3)、加載荷載:
[0013]在應(yīng)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(huán)荷載；
[0014]4)、記載數(shù)據(jù):
[0015]通過變形測量儀觀測到的變形發(fā)生突變或者實驗者有需要時，試驗操作者即采集多個循環(huán)的試驗數(shù)據(jù)，采集的試驗數(shù)據(jù)包括變形量測儀數(shù)據(jù)、時間、荷載、試驗中的總變形；
[0016]5)、對采集到的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取對稱型復(fù)合試件的抗疲勞剪切性能。
[0017]對稱型復(fù)合試件的制備包括以下步驟:
[0018]1.1、制備密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件；
[0019]1.2、將密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件沿周向均分為第一、第二密集配旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)壓實試件沿徑向均分為左、右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件，形成第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件和第二左、第二右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件；
[0020]1.3、在第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件中間放置擋板后，將第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)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；
[0021]1.4、在第一切面和第二切面上均勻施加粘結(jié)層材料，然后壓實拌合好的松散上層路面材料，形成兩個復(fù)合試件；
[0022]1.5、待試件干燥之后，將復(fù)合試件的第一、第二下層路面端粘結(jié)在一起，形成對稱型復(fù)合試件。
[0023]步驟1.4中粘結(jié)層材料為粘層油。
[0024]對稱型復(fù)合試件的第一上層路面層和第二上層路面層外均設(shè)有加固層。
[0025]步驟3)中施加固定循環(huán)荷載的周期為I秒，其中，包括0.1秒半正弦形加載與0.9秒間歇。
[0026]步驟5)中獲取對稱型復(fù)合試件的抗疲勞剪切性能包括:
[0027]2.1、變形測量儀記錄隨荷載出現(xiàn)峰值和谷值變化的剪切裂紋尖端變形，取循環(huán)開始前的變形最小值，作為對稱型復(fù)合試件上次循環(huán)的剪切回彈變形，繪制回彈變形與時間關(guān)系曲線圖；
[0028]2.2、將回彈變形與時間關(guān)系曲線圖中的穩(wěn)定變形階段斜率定義為粘結(jié)層剪切破壞速率K，將對稱型復(fù)合試件剪切破壞時荷載作用次數(shù)定義為疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N，粘結(jié)層剪切破壞速率K與疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N之間存在互逆關(guān)系，利用疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N與粘結(jié)層剪切破壞速率K兩個指標(biāo)，評價粘結(jié)層材料抗疲勞剪切性能。[0029]一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，包括環(huán)境箱、第一拉桿、第二拉桿、以及設(shè)置于環(huán)境箱外的拉力加載裝置，環(huán)境箱的底部設(shè)置有基座，基座上固定設(shè)置有第一夾具，第一夾具與第一拉桿相連接；拉力加載裝置的加載輸出軸穿過環(huán)境箱頂端深入環(huán)境箱內(nèi)，加載輸出軸上連接有第二夾具，第二夾具與第二拉桿相連接，被測試件放置于第一夾具與第二夾具之間，第一拉桿與第二拉桿設(shè)置于被測試件上。
[0030]所述拉力加載裝置為MTS電液伺服加載系統(tǒng)。
[0031]所述加載輸出軸上連接有與基座平行的傳力桿，傳力桿的兩端對稱設(shè)置有與第二夾具相連接的連接桿。
[0032]其特征在于，所述第一夾具與第二夾具上固定連接有鋼絲，第一拉桿通過鋼絲與第一夾具連接，第二拉桿通過鋼絲與第二夾具連接。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果為:
[0034]本發(fā)明提供了一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，通過在對稱型復(fù)合試件上設(shè)置應(yīng)力集中孔，并通過應(yīng)力集中孔對對稱型復(fù)合試件周期性施加拉力，模擬了真實的路況負(fù)載狀態(tài)，經(jīng)過安裝于試件上的變形計量儀測試剪切裂紋尖端變形，真實的反映粘結(jié)層材料在疲勞剪切荷載作用下的應(yīng)力消散能力，為評價粘結(jié)層材料的類型及其用量，對于合理選擇粘結(jié)層具有指導(dǎo)意義。
[0035]本發(fā)明還提供了一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，由于設(shè)置有環(huán)境箱，能夠?qū)Υ郎y試件進(jìn)行恒溫控制，模擬了路面在一定溫度中的狀況，另外，由于通過拉力加載裝置對穿過待測試件的拉桿施加拉力，使得直觀的反映出在拉力荷載下，粘結(jié)層材料應(yīng)力消散能力，進(jìn)而能夠用于評價粘結(jié)層材料的類型及其用量對抗剪切性能的影響，使得對于合理選擇粘結(jié)層具有指導(dǎo)意義；進(jìn)一步，本發(fā)明中裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明成型復(fù)合試件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明荷載模式示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明回彈變形概念示意圖；
[0039]圖4是本發(fā)明回彈變形隨時間變化曲線示意圖；
[0040]圖5是本發(fā)明疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)示意圖；
[0041]圖6是是本發(fā)明粘結(jié)層剪切破壞速率示意圖；
[0042]圖7是本發(fā)明加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8是本發(fā)明的實施例疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)試驗結(jié)果柱狀圖；
[0044]圖9是本發(fā)明的實施例粘結(jié)層剪切破壞速率試驗結(jié)果柱狀圖；
[0045]圖10是本發(fā)明的實施例對稱型復(fù)合試件制作過程示意圖一；
[0046]圖11本發(fā)明的實施例對稱型復(fù)合試件制作過程示意圖二。
[0047]圖中，I為環(huán)境箱，2為加載輸出軸，3為基座，4為均勻加載裝置，5-2為第一夾具，
5-2為第二夾具，6為對稱型復(fù)合試件,6-1為第一金屬加固層,6-2為第一上層路面層,6-3為第一下層路面層，6-4為第二下層路面層6-4，6-5為第二上層路面層，6-6為第二金屬加固層，6-31為左第一下層路面層，6-32為右第一下層路面層，6-41為左第二下層路面層，6-42為右第二下層路面層，7-1為第一拉桿，7-2為第二拉桿。
【具體實施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0049]本發(fā)明提供了一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，包括以下步驟:
[0050]I)、對稱型復(fù)合試件準(zhǔn)備:
[0051]如圖1所示，沿對稱型復(fù)合試件6徑向開設(shè)用于放置荷載的應(yīng)力集中孔11，所述對稱型復(fù)合試件6從上往下依次包括第一上層路面層6-2、第一下層路面層6-3、第二下層路面層6-4、以及第二上層路面層6-5，其中，第一下層路面層6-3和第二下層路面層6-4中設(shè)置有擋板10，擋板10將第一下層路面層6-3分為左第一下層路面層6-31和右第一下層路面層6-32，且擋板10將第二下層路面層6-4分為左第二下層路面層6-41和右第二下層路面層6-42，應(yīng)力集中孔11沿?fù)醢?0長度方向穿過擋板10。
[0052]具體的，對稱型復(fù)合試件6通過以下步驟制備:
[0053]1.1、制備密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件；
[0054]用SHRP旋轉(zhuǎn)壓實設(shè)備碾壓密級配浙青混合料，其中骨料為4500克、浙青含量為
4.8%。成型后試件空隙率為4%，高度為110mm，直徑150mm。
[0055]1.2、將密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件沿周向均分為第一、第二密集配旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)壓實試件沿徑向均分為左、右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件，形成第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件和第二左、第二右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件；
[0056]首先，將密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件一分為二，形成第一、第二密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件；然后，通過厚度為1.41_的鋸子，分別將第一、第二密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件均分為兩半，形成第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件，參見圖10。
[0057]1.3、在第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件中間放置擋板10后,將第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)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；
[0058]在第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件中放入厚度為1.5875mm的塑性板(PTFE-Virgin Sheet),接著再用環(huán)形鐵箍分別將第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件固定為一整體。在下層路面6-3和下層路面6-4的新切表面均均勻施加無輪跡粘層油及聚合物改性粘層油，其用量均為1.35L/m2。
[0059]1.4、在第一切面和第二切面上均勻施加粘結(jié)層材料，然后壓實拌合好的松散上層路面材料，形成兩個復(fù)合試件；粘結(jié)層材料可以為粘層油，在新切表面均均勻施加無輪跡粘層油及聚合物改性粘層油，其用量均為1.35L/m2。
[0060]1.5、待試件干燥之后，將復(fù)合試件的第一、第二下層路面端粘結(jié)在一起，形成對稱型復(fù)合試件6。
[0061]將施加粘層油后的第一下層路面試件重新放置旋轉(zhuǎn)壓實模具下部重新放入壓實模具中，并在其上碾壓密級配級配浙青混合料即第一上層路面6-2。碾壓后密級配浙青混合料第一上層路面6-2的高度為25.4_，形成復(fù)合試件。
[0062]將施加粘層油后的第二下層路面6-4從旋轉(zhuǎn)壓實模具下部重新放入壓實模具中，并在其上碾壓密級配浙青混合料即第二上層路面6-5形成復(fù)合試件。碾壓后密級配浙青混合料第二上層路面6-5的高度為25.4mm，形成復(fù)合試件。
[0063]最后，沿復(fù)合試件沿平行于直徑方向?qū)?fù)合試件進(jìn)行切割，切割后厚度為38.1mm。并沿高度方向?qū)υ搹?fù)合試件進(jìn)行切割，切割后的下層路面及上層路面的高度分別為25.4mm及12.5_。另一個復(fù)合試件同上述方式切割,參見圖11。
[0064]待該兩個復(fù)合試件干燥后，采用環(huán)氧樹脂即L0CTITE?Hysol? Product E-20HP將上述，最后，所得兩個復(fù)合試件沿下層路面表面進(jìn)行粘結(jié)，并在上層路面表面粘結(jié)金屬鋁塊，形成新的對稱型復(fù)合試件6，該對稱型復(fù)合試件6從表層自下而上是由第二金屬加固層
6-6,第二上層路面6-5,第二下層路面6-4,第一下層路面6-3,第一上層路面6-2,第一金屬加固層6-1組成。
[0065]采用鉆頭在該對稱型復(fù)合試件6表面中心，沿垂直于厚度方向，鉆取外徑為19.05mm的應(yīng)力集中孔。
[0066]需要說明的是，對現(xiàn)場鉆芯所得由磨耗層及結(jié)構(gòu)層組成的復(fù)合試件，沿平行于直徑方向?qū)?fù)合試件進(jìn)行切割，切割后厚度為38.1mm。并沿高度方向?qū)υ搹?fù)合試件進(jìn)行切割，切割后的下層及上層路面的高度分別為25.4mm及12.5mm。待該兩個復(fù)合試件干燥后，采用
環(huán)氧樹脂即L0CTITE?Hysol? Product E-20HP該兩個復(fù)合試件沿下層路面表面進(jìn)行粘
結(jié)，形成新的對稱型成型復(fù)合試件。
[0067]2)、安裝變形計量儀:
[0068]在左、右第一下層路面層6-3以及左、右第二下層路面層6-4上安裝變形測量儀8;
[0069]3)、加載荷載:
[0070]在應(yīng)力集中孔11中放置有用于對左第一下層路面層6-31和左第二下層路面層
6-41施加荷載的第一拉桿7-1以及對右第一下層路面層6-32和右第二下層路面層6_42的第二拉桿7-2,通過第一拉桿7-1和第二拉桿7-2施加45?65N的固定循環(huán)荷載；
[0071]將該成型復(fù)合試件放入加載裝置中并在該成型復(fù)合試件上施加45-65N的固定荷載以保證該對稱型復(fù)合試件6與加載裝置間的良好接觸；
[0072]再在該對稱型復(fù)合試件6上施加循環(huán)荷載周期為I秒，包括0.1秒半正弦型加載與0.9秒間歇半，如圖2所示，施加的荷載大小為2000N時加載狀態(tài)圖，橫坐標(biāo)為加載時間，縱坐標(biāo)為荷載。
[0073]4)、記載數(shù)據(jù):
[0074]通過變形測量儀8觀測到的變形發(fā)生突變或者實驗者有需要時，試驗操作者即采集多個個循環(huán)的試驗數(shù)據(jù)，采集的試驗數(shù)據(jù)包括變形量測儀數(shù)據(jù)、時間、荷載、試驗中的總變形；
[0075]通過變形量測儀觀測到的變形發(fā)生突變或者實驗者有需要時，試驗操作者即記錄6個循環(huán)的試驗數(shù)據(jù)，每個循環(huán)的時間長度為I秒，共采集500個數(shù)據(jù)點(diǎn)；采集的數(shù)據(jù)包括變形量測儀數(shù)據(jù)、時間、荷載、試驗中的總變形；
[0076]5)、對采集到的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取對稱型復(fù)合試件的抗疲勞剪切性能。
[0077]圖3為本發(fā)明剪切回彈變形概念示意圖，其表示在循環(huán)荷載作用下，剪切裂紋尖端變形隨時間的變化關(guān)系曲線。圖中E為回彈變形的定義。在疲勞荷載作用下，變形測量儀8記錄隨荷載出現(xiàn)峰值和谷值變化的剪切裂紋尖端變形，每一循環(huán)的峰值與谷值之差，這里取下一循環(huán)開始前的變形最小值，為該成型復(fù)合試件該循環(huán)的回彈變形，采用自行編寫的矩陣實驗室MATLAB程序，對變形量測儀所記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取裂紋尖端回彈變形隨時間變化數(shù)據(jù)。
[0078]圖4是本發(fā)明剪切回彈變形隨時間變化曲線示意圖。其表示在剪切循環(huán)荷載作用下，剪切裂紋尖端回彈變形隨時間的變化關(guān)系曲線。將回彈變形與時間關(guān)系曲線中的穩(wěn)定變形階段W的斜率定義為粘結(jié)層剪切破壞速率K，將成型復(fù)合試件破壞時疲勞荷載作用次數(shù)定義為疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N，由此表明回彈變形與時間關(guān)系曲線中穩(wěn)定階段W的曲線斜率K可反映剪切裂紋擴(kuò)展速率即破壞速率。而對稱成型復(fù)合試件6破壞時疲勞荷載作用次數(shù)為疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N，該破壞速率K與該荷載循環(huán)次數(shù)N之間存在互逆關(guān)系，破壞速率K越小，荷載循環(huán)次數(shù)N越大，粘結(jié)層材料抗疲勞剪切開裂性能越好，利用疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N與粘結(jié)層剪切破壞速率K兩個指標(biāo)評價粘結(jié)層材料抗疲勞剪切開裂性倉泛。
[0079]圖5是本發(fā)明疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)示意圖。圖5中表明了在相同循環(huán)荷載作用下三種粘結(jié)層材料復(fù)合試件破壞時，荷載循環(huán)作用次數(shù)。從該圖5可知，該試驗方法可區(qū)分不同粘結(jié)層材料的抗疲勞剪切開裂性能。
[0080]圖6是本發(fā)明粘結(jié)層剪切破壞速率示意圖。圖6中表明了在相同循環(huán)荷載作用下三種粘結(jié)層材料復(fù)合試件的粘結(jié)層剪切破壞速率K的結(jié)果。從該圖6可知，粘結(jié)層剪切破壞速率K結(jié)果可反應(yīng)試件剪切破壞過程中，粘結(jié)層材料的剪切損傷累計速率。破壞速率K與循環(huán)次數(shù)N間存在互逆關(guān)系。
[0081]本實施例對無輪跡粘層油(1.35L/m2)及聚合物改性粘層油(1.35L/m2)試件分別進(jìn)行三組試驗，所得結(jié)果如圖8和圖9所示。
[0082]圖8為相同循環(huán)荷載作用下無輪跡粘層油(1.35L/m2)與聚合物改性粘層油(1.35L/m2)成型復(fù)合試件破壞時，疲勞剪切荷載循環(huán)作用次數(shù)。從該圖可知，聚合物改性粘層油可顯著提高復(fù)合試件層間疲勞剪切開裂性能。此外，試驗結(jié)果還表明，試件與試件結(jié)果間的可重復(fù)性很好，與傳統(tǒng)疲勞試驗相比，離散性大大降低。
[0083]圖9為相同循環(huán)荷載作用下無輪跡粘層油(1.35L/m2)與聚合物改性粘層油(1.35L/m2)成型復(fù)合試件的剪切破壞速率結(jié)果。從該圖可知，聚合物改性粘層油可顯著降低成型復(fù)合試件的層間剪切破壞累積速率，從而提高抗疲勞剪切開裂性能。
[0084]本發(fā)明還提供了一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，如圖7所示，包括環(huán)境箱1、第一拉桿7-1、第二拉桿7-2、以及設(shè)置于環(huán)境箱I外的拉力加載裝置，環(huán)境箱I的底部設(shè)置有基座3，基座3上固定設(shè)置有第一夾具5-1，第一夾具5-1與第一拉桿7-1相連接；拉力加載裝置的加載輸出軸2穿過環(huán)境箱I頂端深入環(huán)境箱I內(nèi)，加載輸出軸2上連接有第二夾具5-2，第二夾具5-2與第二拉桿7-2相連接，被測試件放置于第一夾具5-1與第二夾具5-2之間，第一拉桿7-1與第二拉桿7-2設(shè)置于被測試件上，所述拉力加載裝置為MTS電液伺服加載系統(tǒng)。所述加載輸出軸2上連接有與基座2平行的傳力桿4，傳力桿4的兩端對稱設(shè)置有與第二夾具5-2相連接的連接桿5。
[0085]所述第一夾具5-1與第二夾具5-2上固定連接有鋼絲，第一拉桿7-1通過鋼絲與第一夾具5-1連接，第二拉桿7-2通過鋼絲與第二夾具5-2連接。
[0086]所述第一夾具5-1具有與成型復(fù)合試件的底面弧度相適應(yīng)的內(nèi)凹弧面，所述第二夾具5-2具有與成型復(fù)合試件的頂面弧度相適應(yīng)的內(nèi)凹弧面。
[0087]綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0088](I)試驗方法可以用來評價浙青路面粘結(jié)層材料抗疲勞剪切性能；
[0089](2)與傳統(tǒng)單調(diào)剪切強(qiáng)度試驗相比，該加載模式可真實的反映粘結(jié)層材料在疲勞剪切荷載作用下的應(yīng)力消散能力；
[0090](3)該方法可以用來評價粘結(jié)層材料的類型及其用量，對于合理選擇粘結(jié)層具有指導(dǎo)意義；
[0091](4)試件的制作方法可采用旋轉(zhuǎn)壓實方法室內(nèi)成型或采用現(xiàn)場鉆心試件，與其它粘結(jié)層抗剪切試驗中的試件相比，其可操作性大大提高。
[0092]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、對稱型復(fù)合試件準(zhǔn)備: 沿對稱型復(fù)合試件(6)徑向開設(shè)用于放置荷載的應(yīng)力集中孔(11)，所述對稱型復(fù)合試件(6)從上往下依次包括第一上層路面層(6-2)、第一下層路面層(6-3)、第二下層路面層(6-4)、以及第二上層路面層(6-5)，其中，第一下層路面層(6-3)和第二下層路面層(6-4)中設(shè)置有擋板(10)，擋板(10)將第一下層路面層(6-3)分為左第一下層路面層(6-31)和右第一下層路面層(6-32)，且擋板(10)將第二下層路面層(6-4)分為左第二下層路面層(6-41)和右第二下層路面層(6-42)，應(yīng)力集中孔(11)沿?fù)醢?10)長度方向穿過擋板(10); 2)、安裝變形計量儀: 在左、右第一下層路面層(6-3)以及左、右第二下層路面層(6-4)上安裝變形測量儀(8); 3)、加載荷載: 在應(yīng)力集中孔(11)中放置有用于對左第一下層路面層(6-31)和左第二下層路面層(6-41)施加荷載的第一拉桿(7-1)以及對右第一下層路面層(6-32)和右第二下層路面層(6-42)施加荷載的第二拉桿(7-2),通過第一拉桿(7-1)和第二拉桿(7-2)施加45~65N的固定循環(huán)荷載； 4)、記載數(shù)據(jù): 通過變形測量儀(8)觀測到的變形發(fā)生突變或者實驗者有需要時，試驗操作者即采集多個循環(huán)的試驗數(shù)據(jù)，采集的試驗數(shù)據(jù)包括變形量測儀數(shù)據(jù)、時間、荷載、試驗中的總變形； 5)、對采集到的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取對稱型復(fù)合試件的抗疲勞剪切性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，對稱型復(fù)合試件的制備包括以下步驟: 1.1、制備密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件； 1.2、將密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件沿周向均分為第一、第二密集配旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)壓實試件沿徑向均分為左、右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件，形成第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件和第二左、第二右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件； 1.3、在第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)壓實試件中間放置擋板(10)后,將第一左、第一右密集配旋轉(zhuǎn)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(jié)層材料，然后壓實拌合好的松散上層路面材料，形成兩個復(fù)合試件； 1.5、待試件干燥之后，將復(fù)合試件的第一、第二下層路面端粘結(jié)在一起，形成對稱型復(fù)合試件(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，步驟1.4中粘結(jié)層材料為粘層油。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，對稱型復(fù)合試件(6)的第一上層路面層(6-2)和第二上層路面層(6-5)外均設(shè)有加固層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，步驟3)中施加固定循環(huán)荷載的周期為I秒，其中，包括0.1秒半正弦形加載與0.9秒間歇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試方法，其特征在于，步驟5)中獲取對稱型復(fù)合試件的抗疲勞剪切性能包括: . 2.1、變形量測儀(8)記錄隨荷載出現(xiàn)峰值和谷值變化的剪切裂紋尖端變形，取循環(huán)開始前的變形最小值，作為對稱型復(fù)合試件(6)上次循環(huán)的剪切回彈變形，繪制回彈變形與時間關(guān)系曲線圖； .2.2、將回彈變形與時間關(guān)系曲線圖中的穩(wěn)定變形階段斜率定義為粘結(jié)層剪切破壞速率K，將對稱型復(fù)合試件(6)剪切破壞時荷載作用次數(shù)定義為疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N，粘結(jié)層剪切破壞速率K與疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N之間存在互逆關(guān)系，利用疲勞剪切荷載循環(huán)次數(shù)N與粘結(jié)層剪切破壞速率K兩個指標(biāo)，評價粘結(jié)層材料抗疲勞剪切性能。
7.一種浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，其特征在于，包括環(huán)境箱(1)、第一拉桿(7-1)、第二拉桿(7-2)、以及設(shè)置于環(huán)境箱(1)外的拉力加載裝置，環(huán)境箱(1)的底部設(shè)置有基座(3)，基座(3)上固定設(shè)置有第一夾具(5-1)，第一夾具(5-1)與第一拉桿(7-1)相連接；拉力加載裝置的加載輸出軸(2)穿過環(huán)境箱(1)頂端深入環(huán)境箱(1)內(nèi)，加載輸出軸(2 )上連接有第二夾具(5-2 )，第二夾具(5-2 )與第二拉桿(7-2 )相連接，被測試件放置于第一夾具(5-1)與第二夾具(5-2)之間，第一拉桿(7-1)與第二拉桿(7-2)設(shè)置于被測試件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，其特征在于，所述拉力加載裝置為MTS電液伺服加載系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，其特征在于，所述加載輸出軸(2)上連接有與基座(2)平行的傳力桿(4)，傳力桿(4)的兩端對稱設(shè)置有與第二夾具(5-2)相連接的連接桿(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項所述的浙青路面粘結(jié)層間抗疲勞剪切性能測試裝置，其特征在于，所述第一夾具(5-1)與第二夾具(5-2)上固定連接有鋼絲，第一拉桿(7-1)通過鋼絲與第一夾具(5-1)連接，第二拉桿(7-2)通過鋼絲與第二夾具(5-2)連接。
【文檔編號】G01N3/24GK103698229SQ201310647711
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】陳玉, 孫紅燕, 王華楠 申請人:長安大學(xué)