[发明专利]一种路面结构层间界面抗剪强度测试设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路面结构层间界面抗剪强度测试设备及其方法，属于一种路面结构及材料层间结合性能测试技术，属于检测技术领域。主要用于在室内或室外路面结构层样件受荷载条件下，其层间界面抗剪切强度的测试。

 

背景技术

目前，对于路面或层状结构工程材料之间界面抗剪强度测试方法，根据测试手段和方式划分，主要有直接剪切和斜向剪切2大类。根据具体实施还可以再进一步细分为：实验室内直剪测试方法、便携式直剪测试方法、便携式岩石直剪仪、斜剪试验等。

1、实验室内直剪测试方法，其使用简便，但是其设备不方便移动，其测试结果主要反映的是界面粘结作用，摩阻作用能提供的强度不能全面反映。

2、便携式直剪测试方法，其使用便携式剪切仪方便移动、使用简便，但其测试结果同样主要反映界面粘结作用，摩阻作用能提供的强度不能全面反映。

3、便携式岩石直剪仪，其优点在于：剪切界面正应力可以控制，能得到界面不同应力条件下抗剪切强度，可以反映出界面摩阻力作用；同时仪器简单易于现场使用。但这种仪器加载速率较低且受人为作用影响，又因为路面材料界面强度粘结力部分受剪切速率影响较大，因此这种仪器也不能很好的反映路面结构实际受力条件下强度状况。另其对样件加工要求较高，样件准备比较麻烦。  

4、斜剪试验，其主要针对同一界面条件下评价不同粘结力，反映不出界面抗剪强度变化规律。

由于路面层间剪切破坏主要由车辆水平荷载作用，但车辆作用于路面时同时也使路面层间界面受到正应力，因此考虑界面破坏时必须考虑受到正应力作用条件下的抗剪强度。

发明内容

本发明为了解决技术背景中各种技术测试方案的不足，提供了一种路面结构层间界面抗剪强度测试设备及其方法。本发明是在便携式直剪测试方法基础上设计了独立的应力加载装置，针对同一界面在不同粘结作用或不同摩阻作用条件下，其抗剪强度测试。

本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，包括剪切仪和应力加载装置，所述剪切仪上设有顶推环和夹具环，所述顶推环接触于待测样件的水泥混凝土部分上，夹具环套于待测样件的沥青混凝土部分上；所述应力加载装置包括框架、滑动装置和执行装置，所述滑动装置和执行装置分别位于框架内位置对应的边上，所述滑动装置和执行装置之间布置待测样件，使滑动装置、执行装置和待测样件处于同一直线上，使所述顶推环在待测样件的垂直方向上产生推力，使所述执行装置在待测样件的纵向上产生推力；其中框架的下方固定有剪切仪。

本发明采用应力加载装置对待测样件施加作用力用于模拟实际情况下，路面受到车辆重量对其垂直方向的作用力，实现对样品受力准确测量以达到测量目的。

本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，所述滑动装置包括基座、导轨和滑块；所述基座一端固定在框架上，所述基座另一端连接有导轨，所述导轨上设置有可相对滑动的滑块，所述导轨垂直布置，使滑块可相对于基座在垂直方向上滑行。

 本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，所述执行装置采用压力泵千斤顶，所述执行装置提供的推力压强为0-1.0MPa，所述压力泵千斤顶安装固定于框架上，所述压力泵千斤顶的顶杆上安装有可与待测样件贴合的挡板，且所述挡板与压力泵千斤顶的顶杆之间采用球形面接触。

对本发明预见的是，待测样件与挡板贴合一端不平整时，由于所述挡板与压力泵千斤顶的顶杆之间采用球形面接触，所述执行装置作用于待测样件推力方向不会因此改变，从而降低了对待测样件的制作要求，确保测试中数据的准确性、可靠性。

 本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，所述基座的长度可调，在所述滑块上安装有水平仪，使待测样件、滑块和挡板其中心轴线应尽可能在同一直线上，且所述滑块与导轨之间的滑动摩阻力系数为0-0.004。

本发明测试时，滑块与待测样件接触，所述滑块与导轨之间的滑动摩阻力系数为0-0.004，所述滑块与导轨之间的滑动阻力对试验结果造成影响可忽略不计，避免了由于待测样件结构层间会相对位移时产生的滑动阻力影响。

本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，所述框架为刚性件组成的方形构件，所述框架通过定位孔固定于所述剪切仪上，所述滑动装置与执行装置分别安装固定于框架内侧的左右对应边上。

本发明所述框架与所述剪切仪上有相对应的定位孔，安装时能够快捷方便的定位连接安装。

本发明的路面结构层间界面抗剪强度测试设备，所述刚性件为型钢、钢板中的任意一项或任意二项组合。

 本发明的所述路面结构层间界面抗剪强度的测试方法通过以下步骤实现：