路面层间粘结强度现场测试装置及测试方法与流程

文档序号:15922273发布日期:2018-11-14 00:32阅读:4363来源:国知局

本发明涉及公路工程检测技术领域,具体涉及一种路面层间粘结强度现场测试装置及测试方法。

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整体性,保证路面受到车辆荷载作用时应力和应变变化的协调性,并防止雨水渗入路面结构内部,提高抗水害损坏能力,沥青路面层间粘结情况越来越多的引起工程建设者的广泛重视。多层路面一般采取分层铺筑,在层间撒布粘结料以提高层间粘结性能,往往由于施工污染、材料属性差异等原因而使层间粘结料失去作用,路面层间成为路面结构的薄弱环节。当有较大行车荷载(特别使水平荷载)的作用时,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,水分的进入会导致路面破坏加剧,严重影响了路面的使用性能和耐久性。

可见,如果能准确测试路面层间的粘结强度,可以有利于区分各层间粘结材料的优劣、为沥青路面或桥面铺装选择合适的粘结材料、评价现有路面层间粘结状况等。

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所示,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;此外还有一种比较少见的旋转式试验仪(专利cn101275903a中提到的测试方法),如附图2所示,在试验时先将沥青混合料试件固定在夹具上,然后把夹具头粘结在沥青混合料另一头,夹具头旋转,直到两试件之间相对滑动,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:(1)直剪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;(2)直剪类仪器在进行现场测试时,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;(3)夹具旋转类仪器在进行试验时,需要特定的胶水使夹具与路面之间粘结起来,粘结强度成型时间较长,一般要3~4h并且极易在夹具和路面之间破坏,致使试验失败;(4)两类仪器在现场测试时,由附图1和附图2可知,直剪类仪器只能测出结构层最下层的粘结轻度,当需要现场测试不同层间之间的粘结强度时,对原路面损坏较大;由于不同结构层层间粘结差异,夹具旋转类仪器测试破坏只会出现在层间粘结最差的那一层,也即只能测出层间粘结最小值,无法测出不同层间之间的粘结强度,也即无法测出所需层位的层间粘结强度。

有鉴于上述现有的粘结层强度检测装置存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种路面层间粘结强度现场测试装置及测试方法,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于,克服现有的粘结层强度检测装置存在的缺陷,而提供一种路面层间粘结强度现场测试装置及测试方法,从而更加适于实用,且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种路面层间粘结强度现场测试装置,包括:

基座;

固定装置,包括固定设置在所述基座上的第一固定装置和第二固定装置,所述第一固定装置和所述第二固定装置能够夹紧或放开待检测结构层;

旋转装置,通过支架固定设置在所述基座上,且所述旋转装置与所述第二固定装置连接,用于带动所述第二固定装置的旋转。

作为一种优选的技术方案,所述基座为内部空心的圆柱体基座,所述基座通过螺栓固定在待检测路面。

作为一种优选的技术方案,所述第一固定装置和所述第二固定装置为气动夹爪装置,所述气动夹爪装置包括:

气缸;

夹爪,设置在所述气缸的活塞杆的端部,且每组所述气动夹爪装置包括两组对称设置的夹爪。

作为一种优选的技术方案,所述旋转装置为气动转盘,所述气动转盘与所述第二固定装置通过螺栓固定。

作为一种优选的技术方案,所述支架为可伸缩支架。

作为一种优选的技术方案,所述夹爪的夹取面设置有防滑层。

一种路面层间粘结强度现场测试方法,采用如上所述的路面层间粘结强度现场测试装置,包括如下步骤:

步骤1、采用钻芯机将沥青混凝土层钻出圆柱形芯样,并清理所述芯样周边杂质;

步骤2、将所述路面层间粘结强度现场测试装置置于所述芯样的周侧,调整所述固定装置的高度,并采用所述第一固定装置固定下层结构层、所述第二固定装置固定上层结构层;

步骤3、启动所述旋转装置,带动所述第二固定装置的转动,从而进行扭转剪切试验,并采集转动所述第二固定装置所需扭转力,得到所测结构的层间粘结强度。

作为一种优选的技术方案,所述步骤1中,采用钻芯机将沥青混凝土层钻出圆柱形芯样,且取出所述芯样周侧混凝土,且取出的所述芯样周侧混凝土的面积不小于所述基座的面积。

作为一种优选的技术方案,所述步骤2中,所述旋转装置的旋转加载速度为0.1-10n/s。

作为一种优选的技术方案,所述扭转力每隔0.5s采集一次。

采用上述技术方案,能够实现以下技术效果:

1)、本发明公开的路面层间粘结强度现场测试方法可以在现场测试路面结构不同结构层之间的粘结强度,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,对原路面的破坏面积相对较少且试验方法更简单;

2)、另外此种路面层间粘结强度测试方法,现场试验数据准确可靠、携带方便;可以在现场一次钻芯,测试不同接触界面的层间粘结强度,可以准确评价出现役沥青路面或桥面铺层间粘结状况,进而可以指导选择合适的层间粘结材料。

附图说明

图1为现有技术中施加水平力测粘结层的抗剪强度的施力示意图;

图2为现有技术中施加水平旋转作用力测粘结层的抗剪强度的施力示意图;

图3为本发明路面层间粘结强度现场测试装置的结构示意图;

其中:1-基座,2-第一固定装置,3-第二固定装置,31-气缸,32-夹爪,33-活塞杆,4-旋转装置,5-芯样。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的路面层间粘结强度现场测试装置其具体实施方式、特征及其功效,详细说明如后。

如图3所示,本发明公开了一种路面层间粘结强度现场测试装置,包括:

基座1,内为空腔的圆柱形基座1,在试验时,将基座1直接套在待检测芯样5上,基座1作为装置整体的基础,首先可作为找平基层,防止取芯时,底部不平,导致旋转装置4给待检测芯样5非水平方向的力,从而造成检测结果产生较大误差,另外,装置整体高度高,上部结构件重量大,易造成装置的倾倒,因此基座1与结构层固定,从而作为其固定底座,可有效增加装置整体的稳定性;

固定装置,包括固定设置在基座1上的第一固定装置2和第二固定装置3,第一固定装置2和第二固定装置3能够夹紧或放开待检测结构层,具体的,第一固定装置2用于固定下部结构层,第二固定装置3用于夹紧并给上部结构层提供旋转动力,从而实现扭转试验;

旋转装置4,通过支架固定设置在基座1上,且旋转装置4与第二固定装置3连接,用于带动第二固定装置3的旋转,支架为第二固定装置3的承重支柱。

作为一种优选的技术方案,基座1为内部空心的圆柱体基座1,基座1通过螺栓固定在待检测路面。

作为一种优选的技术方案,第一固定装置2和第二固定装置3为气动夹爪装置,气动夹爪装置包括:

气缸31;

夹爪32,设置在气缸31的活塞杆33的端部,且每组气动夹爪装置包括两组对称设置的夹爪32,两组夹爪32的设置可有效增加气动夹爪装置夹取的稳定性。

作为一种优选的技术方案,旋转装置4为气动转盘,气动转盘与第二固定装置3通过螺栓固定。

作为一种优选的技术方案,支架为可伸缩支架,可伸缩支架可实现第一固定装置2及第二固定装置3的高度调节,从而满足不同结构层的粘结力的检测。

作为一种优选的技术方案,夹爪32的夹取面设置有防滑层,具体的,防滑层为磨砂层,通过磨砂处理的表面增加夹爪32的夹取面与芯样5的接触。

本发明还公开了一种路面层间粘结强度现场测试方法,采用如上的路面层间粘结强度现场测试装置,包括如下步骤:

步骤1、采用钻芯机将沥青混凝土层钻出圆柱形芯样5,并清理芯样5周边杂质,具体的,采用电吹风将芯样5周侧的杂物清理干净;

步骤2、将路面层间粘结强度现场测试装置置于芯样5的周侧,调整固定装置的高度,并采用第一固定装置2固定下层结构层、第二固定装置3固定上层结构层;

步骤3、启动旋转装置4,带动第二固定装置3的转动,从而进行扭转剪切试验,并采集转动第二固定装置3所需扭转力,得到所测结构的层间粘结强度。

作为一种优选的技术方案,步骤1中,采用钻芯机将沥青混凝土层钻出圆柱形芯样5,且取出芯样5周侧混凝土,且取出的芯样5周侧混凝土的面积不小于基座1的面积。

作为一种优选的技术方案,步骤2中,旋转装置4的旋转加载速度为0.1-10n/s,可根据待检测芯样的结构强度进行适应性调整。

作为一种优选的技术方案,扭转力每隔0.5s采集一次。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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