[发明专利]一种沥青混合料复合型开裂的试验装置

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种模拟沥青混合料复合型开裂的试验装置。

背景技术

我国典型的沥青路面结构是半刚性基层的沥青路面，反射裂缝是其较为常见的病害之一。根据断裂力学，裂缝的扩展可以分为三个基本类型：张开型、剪切型（平面内剪切）、撕开型（平面外剪切），分别记为I型、II型、III型。针对沥青路面的反射裂缝问题，国内外学者在试验条件、试验方法、材料组成、荷载特性、环境因素等方面做了大量研究。国外模拟沥青混合料开裂的室内试验主要有间接拉伸试验、半圆弯拉试验、单边切口梁试验、圆盘拉伸试验等。我国评价沥青混合料抗裂性能的试验规范主要包括沥青混合料劈裂试验（T0716-2011）和沥青混合料弯曲试验（T0715-2011）。这些试验方法大多仅局限于对沥青混合料单纯的I型裂缝的研究，没有涉及II型或者I型与II型的复合型开裂。然而，沥青路面在车辆荷载作用下产生的反射裂缝并非纯粹的I型裂缝，而是具有一定的开裂角度，属于I型与II型的复合型开裂。如果能够充分考虑沥青混合料的力学特性，设计一种新型的试验装置，确定适合于沥青混合料的试验条件及试验方法，实现对沥青混合料复合型开裂的模拟，将有利于沥青混合料反射裂缝扩展机理的研究，从而指导沥青混凝土路面结构和材料的设计，提高沥青混凝土路面的抗裂性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有模拟沥青混合料开裂的室内试验方法的不足，设计开发了一种可以模拟沥青混合料复合型开裂的试验装置及试验方法，用于研究沥青混合料复合型反射裂缝的开裂特性。

本发明采用的技术方案为：

一种沥青混合料复合型开裂试验夹具，其主要包括一对主夹具与一对媒介夹具；上下两个主夹具形状、大小完全相同，单个主夹具呈“L”形，在主夹具上有五个穿孔，依次为1号孔、2号孔、3号孔、4号孔与5号孔，其中3号孔位于主夹具的直角弯处，1号孔、2号孔与3号孔依次成一条直线位于主夹具的一条直角边上，5号孔、4号孔与3号孔亦依次成一条直线位于主夹具的另外一条直角边上；上下两个媒介夹具为大小完全相同的矩形块，媒介夹具与主夹具尺寸吻合，并且长度略短于主夹具的直角边，在媒介夹具上等间距地分布4个穿孔，用于实现与主夹具的稳定连接；上下两个媒介夹具与方块形试件之间用环氧树脂黏合剂粘结，方块形试件侧面有一道切口缝，切口缝长度为方块形试件边长的一半。

上下两个主夹具与媒介夹具之间分别采用4个等间距的螺栓连接；一对主夹具与上下两个“U”形夹头之间采用螺栓通过主夹具上的穿孔连接；上端“U”形夹头与螺纹连接杆连接，下端“U”形夹头与限位螺栓相连；上下主夹具连接的穿孔必须相同，在连接1号孔、2号孔、3号孔、4号孔与5号孔这五种情形下，分别对应着五种不同复合水平的复合型开裂试验的实现。当上下主夹具连接1号孔时，对应着100%I型0%II型开裂，当上下主夹具连接2号孔时，对应着75%I型25%II型复合开裂，当上下主夹具连接3号孔时，对应着50%I型50%II型复合开裂，当上下主夹具连接4号孔，对应着25%I型75%II型复合开裂，当上下主夹具连接5号孔，对应着0%I型100%II型开裂。

与现有技术相比，本发明设计的试验装置充分考虑了沥青混合料产生复合型开裂的受力特点，可以准确地模拟沥青混合料在不同复合水平下的开裂行为。试验方法简单易行，试验条件控制合理，试验结果稳定可靠，提出的三个试验指标参数具有明确的物理意义，可以量化地表征沥青混合料的复合型开裂特性。该试验方法有利于对沥青混合料反射裂缝扩展机理的研究，从而指导沥青混凝土路面结构和材料的设计，提高沥青混凝土路面的抗裂性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：

图1为沥青混合料复合型开裂的试验夹具正视图；

图2为沥青混合料复合型开裂试验夹具的主夹具结构立体图；

图3为沥青混合料复合型开裂试验夹具的媒介夹具结构立体图；

图4为沥青混合料五种不同复合水平的复合型开裂试验装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的沥青混合料复合型开裂试验装置适用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率时不同复合型开裂的力学性质及评价沥青混合料不同复合型开裂的抗裂性能时使用。

（1）装置构成原理