[发明专利]沥青路面粘结层间抗疲劳剪切性能测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路工程领域，尤其涉及一种沥青路面粘结层间抗疲劳剪切性能测试装置及其测试方法。

背景技术

工作状况良好的沥青路面层间粘结可以保证路面层状体系的整体性，进而有效的将车辆荷载从路表传递到路基并将荷载分布开来，从而减少路面损伤。相反，一旦路面失去层间粘结出现剥离，将导致层间滑移，降低路面层间抗剪切能力，进而降低路面传递车辆荷载能力，最终导致路面病害(如裂缝、车辙、推移、拥包、坑槽等)的出现。长期以来，层间剪切滑移一直是我国路面研究中涉及较少的一个方面，这与我国沥青路面设计中各层间完全连续的假设有关。工程实践中，层间接触一般处于完全连续和完全滑动之间，如果层间处置措施不当，很容易成为路面结构的薄弱环节，在重载、高温、陡坡等不利条件下容易发生层间剪切破坏。

目前，多采用层间剪切强度指标来评价路面层间粘结性能，即通过量测层间剪切强度来评价粘结层材料类型、用量、养生时间及粘结层路表状况对层间剪切性能的影响。剪切强度一般通过在复合试件上施加直剪力或扭矩，以试件破坏时单位面积上最大直剪力或最大扭矩来计算获得。以层间剪切强度为唯一评价指标的缺陷在于，一方面粘结层破坏过程与实践中路面粘结层在车辆水平荷载作用下疲劳破坏过程不符；另一方面，由于沥青材料的粘弹性，在循环荷载的加载间歇，粘结层材料可消散累积于层间剪切面上的剪应力并修复部分材料损伤，而单调加载方式下，粘结层材料无法消散累积于层间的剪应力，从而无法全面反映粘结层材料的抗剪性能；此外，以层间剪切强度为单一评价指标的结果是片面追求高强度而采用粘度过高的粘结层材料，最终可能导致抗疲劳剪切性能下降。因此以剪切强度为评价指标既未能反映粘结层材料在疲劳荷载作用下的力学行为也未能揭示粘结层抗剪切破坏机理。

由此可见，上述现有的以单一剪切强度为评价指标的试验方法无法用来评价粘结层材料抗疲劳剪切性能，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层间疲劳剪切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

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种沥青路面粘结层间抗疲劳剪切性能测试装置及其测试方法，测试路面的应力消散能力。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：

一种沥青路面粘结层间抗疲劳剪切性能测试方法，包括以下步骤：

1）、对称型复合试件准备：

沿对称型复合试件径向开设用于放置荷载的应力集中孔，所述对称型复合试件从上往下依次包括第一上层路面层、第一下层路面层、第二下层路面层、以及第二上层路面层，其中，第一下层路面层和第二下层路面层中设置有挡板，挡板将第一下层路面层分为左第一下层路面层和右第一下层路面层，且挡板将第二下层路面层分为左第二下层路面层和右第二下层路面层，应力集中孔沿挡板长度方向穿过挡板；

2）、安装变形计量仪：

在左、右第一下层路面层以及左、右第二下层路面层上安装变形测量仪;

3）、加载荷载：

在应力集中孔中放置有用于对左第一下层路面层和左第二下层路面层施加荷载的第一拉杆以及对右第一下层路面层和右第二下层路面层的第二拉杆，通过第一拉杆和第二拉杆施加45～65N的固定循环荷载；

4）、记载数据：

通过变形测量仪观测到的变形发生突变或者实验者有需要时，试验操作者即采集多个循环的试验数据，采集的试验数据包括变形量测仪数据、时间、荷载、试验中的总变形；

5）、对采集到的处理数据进行数据处理，获取对称型复合试件的抗疲劳剪切性能。

对称型复合试件的制备包括以下步骤：

1.1、制备密集配旋转压实试件；

1.2、将密集配旋转压实试件沿周向均分为第一、第二密集配旋转压实试件，形成第一切面和第二切面，并分别将第一、第二密集配旋转压实试件沿径向均分为左、右密集配旋转压实试件，形成第一左、第一右密集配旋转压实试件和第二左、第二右密集配旋转压实试件；

1.3、在第一左、第一右密集配旋转压实试件中间放置挡板后，将第一左、第一右密集配旋转压实试件固定在一起，形成第一下层路面试件，第二下层路面试件的制作方法与第一下层路面试件相同；

1.4、在第一切面和第二切面上均匀施加粘结层材料，然后压实拌合好的松散上层路面材料，形成两个复合试件；

1.5、待试件干燥之后，将复合试件的第一、第二下层路面端粘结在一起，形成对称型复合试件。

步骤1.4中粘结层材料为粘层油。