专利名称：路面层间粘结抗剪强度测试方法
技术领域：
本发明是一种用于有效评价路面层间粘结材料抗剪强度的方法，尤其是一种 较易解决目前路面层间粘结材料抗剪强度测试不准确的方法，属于公路路面性能 测试的技术领域。
背景技术：
在我国高速公路建设中，普遍采用的是沥青路面。为了使高速公路沥青路面 多层组合体系具有良好的结构承载力和耐久性，并提高抗水害损坏能力，对于层 间处理技术也越来越多的引起人们的广泛重视。多层路面一般采取分层铺筑，在 层与层之间往往由于施工污染、材料属性差异等原因而使层间结合面成为薄弱环 节。在行车荷载(特别使水平荷载)的作用下，在层间产生较大的剪切应力，当 该力超过层间粘结材料的抗剪强度时，就会使面层在结合面上发生位移，严重时 会导致路面出现拥包、推移、脱落、起皮等因层间粘结强度不足而导致的破坏形 式，严重影响了路面的使用性能和耐久性。可见，在室内能准确测试路面层间粘 结材料的抗剪强度，有利于为沥青路面或桥面铺装选择合适的粘结材料；在室外 现场能测试路面的粘结强度，有利于控制路面粘结层施工质量控制。目前，常用的测试沥青路面或桥面层间粘结材料剪切力的仪器属于直剪类试 验仪，在试验时先将沥青混合料试件固定在夹具上，如附图1，然后在另一个加 载试件上施加一个与粘结层平面平行的力，直到两试件之间出现相对滑动，从而 可以测得粘结层的抗剪强度。在试验过程中发现此类仪器用于室内外测试层间粘 结材料的剪切力存在明显不足首先，此类仪器的加载方式在粘结层部位产生较 大的弯矩，产生垂直于层间界面的拉应力，使得层间破坏不全是由于剪切力造成 的，还有一部分拉应力撕裂造成的，给测试结果带来较大误差；其次，在进行现 场测试时，为实现在试件的侧向施加剪应力，必须对路面进行较大程度的破坏， 以便有足够的看见放下剪切设备，因此测试过程对路面的损害较大。发明内容技术问题本发明的目的是提供一种路面层间粘结材料抗剪强度测试方法， 该方法较易解决由于加载方式不合理而导致试验误差较大的问题，且试验方法更 简单。技术方案本发明的路面层间粘结材料抗剪强度测试方法分室内试验和现 场试验两种，其具体步骤如下 室内试验(附图2)按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052~~2000)相关试验方 法成型马歇尔试件,双面击实各75次，试件数目不少于6个，两两分为1组，将 每组试件的两端擦拭干净，保持干燥，在表面涂刷防水粘结层后，将两个试件粘 结在一起制成试件备用；如果测试桥面铺装防水粘结层的剪切强度，把每组中的一个试件换成与桥面板顶面相同材料制成的试件(如水泥混凝土块、钢板等)即可，具体试验步骤如下第一步把固定试件一端固定在夹具上，调整加载轴下端头高度使其与加载 试件相接触，并固定，设置扭转剪切试验的速度是0.05转/min,第二步启动电机，滚柱式定向离合器可以单方向自由转动，带动整个剪切机构转动，同时离合器内部的空隙，可以保障电机启动时，扭转剪切机构不立即 同步启动，而稍后再开始旋转，这样可以避免电机启动时的振动对剪切强度的影响，第三步扭力传感器的数据采集直接由外接电脑控制，同时采集应力和应 变，并绘制其曲线，每组至少3个平行试件； 现场试验(附图3)第一步采用钻芯机将沥青混凝土层钻到需要测试部位，提升取芯机，但不 把芯样取出，采用电吹风把芯样表面用热风吹干，第二步使用强力胶把与芯样直径相同的剪切试验夹具头和芯样粘结在一 起，至少30分钟以后开始试验，第三步调整加载轴下端头高度使其与加载试件相接触，并固定，设置扭转 剪切试验的速度是0.05转/min进行扭转剪切试验，试验数据由仪器自动采集， 每隔0.1s采集一个数据，第四步根据采集的扭矩可以计算层间粘结材料的粘结强度。本发明创造性地改变了试验过程中加载方式，在加载试件顶面施加扭矩代替 平行于粘结层的力，从而避免了在粘结层面产生垂直此面的拉应力，从而使层间 的破坏全部是由于剪切应力大于粘结层材料的抗剪强度造成的。有益效果此种路面层间粘结材料剪切强度测试方法，试验数据准确可靠、 携带方便，可在室内或现场进行测试沥青路面或桥面层间粘结强度，可在沥青路 面新建和维修中用于测试不同接触界面的层间粘结强度和其它两种不同材料接 触界面的粘结强度。为沥青路面或桥面铺装选择合适的粘结材料或粘结层施工质 量控制提供了有效的方法。发明人已将该种试验方法应用于江苏省南京-淮安高速公路老山隧道复合式 路面层间粘结强度评价中，目前该沥青路面水损害较少，使用情况良好，说明本 发明试验方法是合理的、可靠的、实用的。
图1是室内层间粘结材料直剪加载方式示意图。其中有加载试件1、粘结 材料层2、固定试件3、平行加载方向4。图2是室内层间粘结材料扭转剪切试验加载方式示意图。其中有加载试 件l、粘结材料层2、固定试件3、扭转加载夹具5、扭转加载方向6、夹具与芯 样粘结处7。图3是现场路面层间粘结材料扭转剪切试验加载方式示意图。其中有扭 转加载夹具5、扭转加载方向6、夹具与芯样粘结处7、现场芯样试件8、沥青路 面层下表面的粘结层9、沥青路面层10。
具体实施方式
采用本发明测试层间粘结材料的试验，具体分为室内和室外两种情况。一.室内试验(如附图2)按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052""2000)相关试验方 法成型马歇尔试件,双面击实各75次，试件数目不少于6个，两两分为1组。将 每组试件的两端擦拭干净，保持干燥，在表面涂刷防水粘结层后，将两个试件粘结在一起制成试件备用。如果测试桥面铺装防水粘结层的剪切强度，把每组 中的一个试件换成与桥面板顶面相同材料制成的试件(如水泥混凝土块、钢板等) 即可。具体试验步骤如下(1) 把固定试件一端固定在夹具上，调整加载轴下端头高度使其与加载试件 相接触，并固定，设置扭转剪切试验的速度是0.05转/min。(2) 启动电机，滚柱式定向离合器可以单方向自由转动，带动整个剪切机构 转动。同时离合器内部的空隙，可以保障电机启动时，扭转剪切机构不立即同步 启动，而稍后再开始旋转，这样可以避免电机启动时的振动对剪切强度的影响。(3) 扭力传感器的数据采集直接由外接电脑控制，同时采集应力和应变， 并绘制其曲线。每组至少3个平行试件。二.现场试验(如附图3)(1) 采用钻芯机将沥青混凝土层钻到需要测试部位，提升取芯机，但不把 芯样取出，采用电吹风把芯样表面用热风吹干。(2) 使用强力胶把与芯样直径相同的剪切试验夹具头和芯样粘结在一起， 至少30分钟以后开始试验。(3) 调整加载轴下端头高度使其与加载试件相接触，并固定，设置扭转剪切 试验的速度是0.05转/min进行扭转剪切试验，试验数据由仪器自动采集，每隔 O.ls采集一个数据。(4) 根据采集的扭矩可以计算层间粘结材料的粘结强度。
权利要求
1. 一种路面层间粘结抗剪强度测试方法，其特征在于该测试方法分室内试验和现场试验两种，其具体步骤如下室内试验成型马歇尔试件，双面击实各75次，试件数目不少于6个，两两分为1组，将每组试件的两端擦拭干净，保持干燥，在表面涂刷防水粘结层后，将两个试件粘结在一起制成试件备用；如果测试桥面铺装防水粘结层的剪切强度，把每组中的一个试件换成与桥面板顶面相同材料制成的试件即可，具体试验步骤如下第一步把固定试件一端固定在夹具上，调整加载轴下端头高度使其与加载试件相接触，并固定，设置扭转剪切试验的速度是0.05转/min，第二步启动电机，滚柱式定向离合器可以单方向自由转动，带动整个剪切机构转动，同时离合器内部的空隙，可以保障电机启动时，扭转剪切机构不立即同步启动，而稍后再开始旋转，这样可以避免电机启动时的振动对剪切强度的影响，第三步扭力传感器的数据采集直接由外接电脑控制，同时采集应力和应变，并绘制其曲线，每组至少3个平行试件；现场试验第一步采用钻芯机将沥青混凝土层钻到需要测试部位，提升取芯机，但不把芯样取出，采用电吹风把芯样表面用热风吹干，第二步使用强力胶把与芯样直径相同的剪切试验夹具头和芯样粘结在一起，至少30分钟以后开始试验，第三步调整加载轴下端头高度使其与加载试件相接触，并固定，设置扭转剪切试验的速度是0.05转/min进行扭转剪切试验，试验数据由仪器自动采集，每隔0.1s采集一个数据，第四步根据采集的扭矩可以计算层间粘结材料的粘结强度。
全文摘要
路面层间粘结抗剪强度测试方法是一种用于有效评价路面层间粘结材料抗剪强度的方法，尤其是一种较易解决目前路面层间粘结材料抗剪强度由于加载方式不合理而导致测试不准确的方法，且试验方法更简单。该方法为1.室内试验第一步制备试件，并固定试件；第二步启动电机，进行扭转剪切试验；第三步采集数据，并分析。2.现场试验第一步路面层钻芯，不取出，热风吹干上表面；第二步把剪切试验夹具头和芯样粘结在一起，第三步30分钟后进行扭转剪切试验；第四步并采集数据并分析。
文档编号G01N3/24GK101275903SQ20081002556
公开日2008年10月1日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者爽 王, 涛 许, 赵永利, 黄晓明 申请人:东南大学