一種瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于路面工程領(lǐng)域，是一種用于瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性的評(píng)價(jià)方 法，用于評(píng)價(jià)瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)耐久性。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的道路建設(shè)迎來(lái)了高潮，道路建設(shè)取得了輝煌的成績(jī)。以北京為例， 隨著高速公路、高等級(jí)城市道路等骨架道路的相繼建成，北京市的道路網(wǎng)絡(luò)基本形成，道路 的暢通為北京市的發(fā)展和繁榮提供了基礎(chǔ)保障，對(duì)于城市功能發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。 [0003] 但是，隨著交通量和車輛荷載的激增，我國(guó)道路瀝青路面的早期損壞比較普遍，有 些道路在建成通車后2~3年甚至更短的時(shí)間內(nèi)就產(chǎn)生嚴(yán)重地破壞，例如泛油、內(nèi)部松散、 坑洞、泛漿等等。早期損壞的發(fā)生不僅降低了道路使用性能，而且增加了路面壽命周期成 本，給道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004] 為了提高瀝青路面的質(zhì)量，在我國(guó)的路面實(shí)踐中采用了許多新的技術(shù)，如采用 SHRP瀝青評(píng)價(jià)技術(shù)、SUPERPAVE的混合料設(shè)計(jì)技術(shù)、SMA路面、聚合物改性瀝青和纖維改性 瀝青等。這些技術(shù)的應(yīng)用雖然在一定程度上改善了路面質(zhì)量，但路面早期損壞依然存在。瀝 青路面層間粘結(jié)不良是造成上述病害的重要原因之一，如何評(píng)價(jià)層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性成 為亟需解決的問題。目前，對(duì)瀝青路面層間粘結(jié)的方法主要依靠現(xiàn)場(chǎng)的拉拔試驗(yàn)，由于現(xiàn)場(chǎng) 測(cè)試條件所限，精度與效率相對(duì)較低，且該方法為施工后評(píng)價(jià)，無(wú)法為層間粘結(jié)的材料優(yōu)選 與評(píng)價(jià)提供可靠的依據(jù)。
[0005] 申請(qǐng)公開號(hào)為CN201110440697的中國(guó)發(fā)明專利，公開了一種用于測(cè)試復(fù)合式路 面結(jié)構(gòu)的層間剪切疲勞測(cè)試裝置及方法，斜角為26° 34'，試件從上至下依次為瀝青混凝 土面層、粘結(jié)層和水泥混凝土基層。研究表明，在干燥的瀝青路面緊急制動(dòng)時(shí)，水平力系數(shù) 最大至為0.95~1，取最不利情況為1，即瀝青路面所受的水平應(yīng)力與豎向應(yīng)力相等，力的 分解可知，水平力與合力的夾角為45°。上述方法針對(duì)復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)提出，顯然不適用于 瀝青路面層間粘結(jié)狀況的評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種用于瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性的評(píng)價(jià)方法，該方 法采用目前常用的材料通用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，操作便捷，適用性強(qiáng)，可準(zhǔn)確模擬瀝青路面的 實(shí)際受力情況。
[0007] 本發(fā)明的瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性的評(píng)價(jià)方法包括如下步驟：
[0008] 1)待測(cè)試斜剪試件的準(zhǔn)備：將兩個(gè)45°斜角試件摞合形成完整的圓柱體測(cè)試斜 剪試件；兩45°斜角試件由旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型，其接觸面與水平面成45°斜角；
[0009] 2)待測(cè)試斜剪試件的固定：待測(cè)試斜剪試件置于試驗(yàn)裝置中，所述試驗(yàn)裝置包括 環(huán)境箱、加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、壓塊、滑動(dòng)墊塊、支撐臺(tái)；加載系統(tǒng)的加載桿下端接壓塊， 滑動(dòng)墊塊放置在支撐臺(tái)上；待測(cè)試斜剪試件放置于壓塊與滑動(dòng)墊塊之間；
[0010] 3)最大破壞荷載測(cè)定：?jiǎn)?dòng)加載系統(tǒng)，使加載系統(tǒng)的加載桿以50mm/min的速率對(duì) 試件進(jìn)行加壓直至破壞，試件受壓時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載峰值即為最大破壞荷載，計(jì)算得出瀝青路 面層間抗剪強(qiáng)度；
[0011] 4)結(jié)構(gòu)壽命的測(cè)定：?jiǎn)?dòng)加載系統(tǒng)，按照最大破壞荷載的0. 2~0. 7倍的某一固 定值對(duì)試件進(jìn)行加載，荷載采用半正矢波形進(jìn)行加載，加載頻率為10Hz，重復(fù)多次加載直至 試件破壞，試件破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的加載次數(shù)即為該應(yīng)力水平下的結(jié)構(gòu)壽命。
[0012] 所述45°斜角試件的成型步驟為：將帶45°斜角的圓柱形墊塊作為底座放置于 旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀的試模中，將拌制的瀝青混合料倒入試模中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型；將成型好的試 件脫模冷卻至室溫，將墊塊取出；將粘層油按照規(guī)定的撒布量均勻涂抹到成型好的試件上 表面，將試件重新放置于試模中；將拌制好的瀝青混合料倒入試模中，再次進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成 型；成型完成后，將斜剪試件脫t旲冷卻至室溫。
[0013] 所述45°斜角試件尺寸為直徑為100mm，高度為150mm。
[0014] 所述壓實(shí)成型的次數(shù)為100次。
[0015] 所述粘層油可為乳化瀝青、熱瀝青。
[0016] 所述啟動(dòng)加載系統(tǒng)之前，將加載桿調(diào)整至適當(dāng)位置，以便將斜剪試件放入到壓塊 和滑動(dòng)墊塊之間，再次調(diào)整加載桿的位置，使加載桿與壓塊接觸。
[0017] 所述步驟（3)的測(cè)定溫度分別為25、40、60°C;按照力的分解，分別得出了 45°斜 剪試件與圓柱體試件的最大破壞荷載、抗剪強(qiáng)度，將45°斜剪試驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)度與混合 料破壞時(shí)的抗剪強(qiáng)度的比值定義為剪切強(qiáng)度比。
[0018] 所述步驟（4)的測(cè)定溫度分別為25、40、60°C。
[0019] 本發(fā)明提供了一種瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性的評(píng)價(jià)方法，本發(fā)明具有以下 優(yōu)點(diǎn)：
[0020] 1.斜剪試件的拼接采用45°，能夠模擬瀝青路面行車荷載在最不利條件下的剪 切狀況。采用45°主要原因?yàn)槌鞘械缆返墓卉囌九c交叉口路段、高速公路收費(fèi)站區(qū)段，車 輛頻繁起步、制動(dòng)，加之車輛超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重，使得瀝青路面受到較大的水平荷載，在水 平荷載下容易出現(xiàn)層間剪切破壞或疲勞剪切破壞。研究表明，在干燥的瀝青路面緊急制動(dòng) 時(shí)，水平力系數(shù)最大至為〇. 95~1，取最不利情況為1，即瀝青路面所受的水平應(yīng)力與豎向 應(yīng)力相等，力的分解可知，水平力與合力的夾角為45°。因此，本發(fā)明的檢測(cè)裝置具有理與 實(shí)踐基礎(chǔ)，具備科學(xué)性與實(shí)用性。采用本發(fā)明的斜剪試件，則加載固定為豎直方向，操作方 便。
[0021] 2.采用本發(fā)明的斜剪試件，試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，加載設(shè)備可采用目前廣 泛使用的材料試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)精度高且易于推廣應(yīng)用。本測(cè)試方法可根據(jù)路面使用環(huán)境與瀝 青路面結(jié)構(gòu)類型，設(shè)置不同的環(huán)境溫度與試件尺寸進(jìn)行試驗(yàn)。
[0022] 3.現(xiàn)有瀝青路面層間粘結(jié)的測(cè)試方法多為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，試驗(yàn)效率低，只能測(cè)試 拉拔強(qiáng)度值，評(píng)價(jià)手段單一，且現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試受到試驗(yàn)設(shè)備的限制，測(cè)試精度相對(duì)較低。本發(fā)明 在實(shí)驗(yàn)室采用高精度的試驗(yàn)機(jī)對(duì)瀝青路面層間結(jié)構(gòu)進(jìn)行45°斜剪試驗(yàn)，可以模擬路面層間 的受力狀態(tài)，測(cè)試不同受力條件下的抗剪強(qiáng)度值與結(jié)構(gòu)疲勞壽命。
[0023] 本發(fā)明與已公開專利（申請(qǐng)專利號(hào)為CN201110440697)的測(cè)試夾具、試件制作方 法、測(cè)試對(duì)象完全不同，在測(cè)試方法上也有所區(qū)別。CN201110440697的測(cè)試對(duì)象為水泥混 凝土路面加鋪瀝青路面的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的層間粘結(jié)情況，其試件制備采用的是先澆筑水 泥混凝土試塊，再采用自制的加高的馬歇爾試模制備瀝青混合料試件的方式，剪切的角度 為26° 34'，且其測(cè)試夾具的支撐塊為凹陷的半圓柱體，上述試驗(yàn)條件均與本發(fā)明專利存 在明顯差異。本發(fā)明測(cè)試對(duì)象為瀝青路面的層間粘結(jié)情況，采用經(jīng)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型的45°斜 角拼接試件加載，更接近于瀝青路面的實(shí)際受力情況。
[0024] 說(shuō)明書附圖
[0025] 圖1瀝青路面層間粘結(jié)強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)耐久性測(cè)試示意圖，
[0026] 圖2拼接后的待測(cè)試斜剪試件示意圖，
[0027] 圖3成型的45°斜角試件，
[0028] 圖中各標(biāo)號(hào)列示如下：
[0029] 1 一加載桿，2-環(huán)境箱，3-壓塊，4一待測(cè)試斜剪試件，5-滑動(dòng)墊塊，6-控制器， 7 - 45°斜角試件。