[发明专利]沥青路面粘结层抗‘自上而下’开裂试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路路面领域的材料抗裂性能试验方法，特别是涉及一种沥青路面粘结层抗‘自上而下’开裂试验方法。

背景技术

自上而下（Top-down）开裂源于路表面的轮迹带附近并随时间向下扩展。它是开级配磨耗层沥青路面的主要破坏类型之一；这是由于开级配沥青混合料与密级配沥青混合料相比具有极低的断裂能。为保证开级配磨耗层具有较好的抗自上而下（top-down）开裂性能，常在磨耗层与其结构层间铺设改性乳化沥青粘层油；试验路结果表明该改性乳化沥青可显著提高磨耗层的抗自上而下（top-down）开裂性能。铺设于层间的改性乳化沥青在磨耗层碾压过程中会向上迁移并进入磨耗层空隙而在层间形成富含沥青的特殊混合料层。

为考虑粘结层与沥青层间的相互作用，需成型含粘结层材料的复合试件；同时为模拟抗自上而下（top-down）开裂过程，复合试件的破坏过程需包括裂纹起裂及扩展两个部分。当前评价沥青混合料抗拉性能的试验方法，包括圆盘拉伸试验(Disk-shaped compact tension,DCT)，半圆形弯曲试验(semi-circular bending,SCB)，Superpave间接拉升试验(Superpave IDT)及直接拉升试验(Uniaxial tension test)，均只能用于评价单一材料。同时，用来评价夹层材料抗裂性能试验方法均需几何尺寸较大试件，而此类试件很难在室内及室外成型。

当前主要采用剪切强度试验评价粘结层层间状况。该类方法假定罩面层与结构层间的粘结层为一薄膜层。剪切试验方法中的单调加载方式与实际道路交通荷载模式不符。剪切试验方法中裂纹沿层间方向扩展而粘结层抗自上而下（top-down）开裂试验中，裂纹需沿垂直于层间方向扩展。因此无法采用剪切试验方法来评价粘结层材料的抗top-down开裂性能。

由此可见，上述现有的单一材料性能评价方法及粘结层剪切试验方法无法用来评价粘结层材料抗自上而下开裂性能，而亟待加以进一步改进。解决现有试验方法在评价粘结层材料抗自上而下开裂性能试验方法的缺陷，显然是相关业者急欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有试验方法在评价粘结层材料抗裂性能方面存在的缺陷，而提供一种新的沥青路面粘结层抗‘自上而下’裂试验方法，所要解决的技术问题是使其加载模式更反映实际道路荷载作用下，粘结层材料的应力消散能力试验结果的离散性降低，节约试验材料从而更加适于实用，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。依据本发明提出的一种沥青路面粘结层抗‘自上而下’裂试验方法，其包括以下步骤：

步骤1：制作成型复合试件

通过Superpave旋转压实的成型密集配旋转压实试件，成型后试件直径150mm，高度约110mm；

从该成型密集配旋转压实试件中部用锯子将其等分为二，均用作结构层；

在两个结构层试件新切表面上，分别均匀施加粘结层材料；

再将每一个结构层试件从底部重新放入旋转压实模子，在其上通过控制压实后结构层试件的高度的方式压实拌合好的松散磨耗层路面材料，形成两个复合试件；

将两个复合试件中每一个复合试件用锯子沿平行于直径方向切开，切割后的厚度为38.1mm，再沿高度方向切开，切割后的磨耗层及结构层高度方向厚度各为25.4mm；待试件干燥之后，再将两个复合试件沿磨耗层表面用环氧树脂即Product E-20HP粘结在一起，形成新的对称型的成型复合试件；

若从现场钻芯所得由磨耗层及结构层组成的复合试件，直接将复合试件用锯子沿平行于直径方向切开，切割后的厚度为38.1mm，再沿高度方向切开，切割后的磨耗层及结构层高度方向厚度各为25.4mm；待试件干燥之后，再将两个成型复合试件沿磨耗层表面用环氧树脂即Product E-20HP粘结在一起，形成新的对称型的成型复合试件；

最后用外径为19.05mm钻头在该成型复合试件中部设置应力集中孔并作为施加荷载的位置；

步骤2：安装变形计量仪

在成型复合试件表面黏贴变形量测仪固定装置并在变形量测仪固定装置上安装变形测量仪，测试前应在环境箱(1)中恒温至少3小时；然后在成型复合试件表面安装变形量测仪；

步骤3：加载

将成型复合试件放入均匀加载装置中并在成型复合试件)上施加45-65N的固定荷载以保证成型复合试件与均匀加载装置间的良好接触；