[发明专利]沥青路面含水油石界面固结强度试验方法

说明书

本发明公开了一种沥青路面含水油石界面固结强度试验方法，包括试验前的准备、试件的初步制备、不同浸水时间试件的制备、试件的剪切失效强度的测定以及配套试件水油石界面含水率的模拟计算共五个步骤。具体的试验过程包括采用剪切试验仪对具有不同浸水时间的试件进行室内剪切试验，通过软件ABAQUS的mass diffusion模块进行数值模拟得到浸水时间和界面含水量的拟合曲线。最终通过数据处理得出油石界面含水率与剪切强度的拟合关系。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过数值模拟与室内试验相结合的研究方法，确定油石界面含水率与接触面总体剪切强度的关系，有效改进了过去的经验法，确保试验数据更加精准科学。

技术领域

本发明属于交通土建技术领域，特别涉及一种沥青路面含水油石界面固结强度试验方法。

背景技术

伴随着沥青混合料路面结构在高等级公路领域广泛应用的同时，其耐久性和路面结构的早期破坏问题日益突出。目前对路面病害的调查结果显示，在低温严寒地区发生的主要病害类型为低温开裂，其次为水损害，在高温炎热地区发生的主要病害类型为高温变形，其次为水损害，可见不论是地域、气候条件如何不同，水损害都是路面破坏的主要类型，水损害往往伴随着其他病害类型共同发生、共同发展、持续恶化于整个破坏阶段。

水损害，具体是指沥青混合料在铺筑经压实后，混合料在使用过程中由于雨水等形式的水通过混合料空隙进入路面内部，在重复荷载的作用下，本来静止存在的水份受到行车压力而产生水份冲击，从而不断对混合料进行冲刷，在经过多次循环后，沥青胶结料粘度不断降低，与集料粘附性被削弱，根据沥青混合料强度形成理论可知，组成混合料强度的两部分均下降，从而导致路面整体结构强度降低，混合料集料与沥青出现分离的现象，随后分离现象愈演愈烈将会导致混合料产生翻浆、唧泥、松散等病害的形式。现在的研究主要认为胶浆粘结强度与油石界面黏附强度的降低是水损害产生的主要原因，其中胶浆自身的粘结强度和胶浆与集料之间的粘附强度统称为油石界面固结强度。水分由沥青膜或胶浆膜扩散到达油石界面会导致沥青膜的剥离，而且，胶浆中水分含量的增多会严重影响胶浆的流变和工程特性。目前，对于水损害的产生机理还没有得到很好地解释，经验法是目前用于研究这些现象的普遍而有效的方法。

沥青及胶浆材料自身的粘结性能以及其对石料的粘附性能对混合料的力学性能必然有重要影响，水份在胶浆中的扩散首先会软化沥青，使沥青和胶浆的粘聚性能变差，如果油石界面的含水率较大时又会对胶浆-骨料的黏附强度产生不利影响。目前对油石界面固结强度的相关研究已经积累了一定得成果，其中对界面固结的定量测试技术是研究界面固结效果和确定改善方案的基础，而对于有水界面的相关研究较少，尤其是定量的界面水与油石界面固结强度的关系尚未发现较成熟的试验方法和试验结果。为了研究沥青混合料含水界面对油石界面固结强度的影响，有必要开发一种能够测试含水界面上油石固结强度的试验方法，并且在这种试验方法下研发不同的沥青路面水损改性材料。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有油石界面固结强度实验方法中存在的上述问题，提供一种测试沥青路面含水油石界面固结强度的试验方法。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：一种沥青路面含水油石界面固结性能试验方法，具体步骤如下：

S1、试验前的准备：将拉伸件和基座置于烘箱内预热，所述拉伸件和基座均为长方体结构，将沥青置于烘箱内加热至沥青呈流动状态；

S2、试件的初步制备：基座表面涂抹沥青形成长方形的固结层，固结层上粘结拉伸件，拉伸件和基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积S_t；

S3、不同浸水时间的试件的制备：将S2中制备的试件以及配套试件置于预先设定了温度的附属设备中，所述配套试件包括基座、沥青固结层和拉伸件，所述试件的基座和配套试件的基座浸入附属设备的蒸馏水中，基座的浸水高度小于基座的整体高度，改变基座的浸水时间，制备具有不同浸水时间的试件样品和具有不同浸水时间的配套试件样品；