[发明专利]一种车辆制动条件下铺面界面抗剪疲劳测试方法及装置

说明书

本发明公开了一种车辆制动条件下铺面界面抗剪疲劳测试方法及装置，属于道路工程技术领域，能够更加准确的测试出铺面界面抗剪疲劳性能。该测试装置包括框架、导轨支座、固定装置和加载装置；框架包括立柱、水平滑道和底座；导轨支座包括三次曲线导轨、滚轮和试件夹具；滚轮连接在试件夹具下部，且滚轮位于导轨中；固定装置包括上部扣件和螺栓；上部扣件和试件夹具扣接；加载装置包括竖直加载装置、水平牵引装置和加载力臂；水平牵引装置固定连接在水平滑道的一端，竖直加载装置位于水平滑道中，且水平牵引装置与竖直加载装置连接；加载力臂的顶端与竖直加载装置固定连接，加载力臂的底端通过螺栓与上部扣件铰接。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，主要用于室内铺面结构试件在荷载条件下，其粘结界面抗剪疲劳特性的测试，具体来说，涉及一种车辆制动条件下铺面界面抗剪疲劳测试方法及装置。

背景技术

随着城市道路和公路建设日益发展，在城市道路平交口的停车等待区和公路的长纵坡路段，车辆制动与起步会对铺面产生水平荷载。此时，层间切向剪应力将比一般路段增大数倍，沥青面层易产生层间剪切破坏，特别是在面层与基层或磨耗层的粘结界面。粘结界面连接上下铺装层，使其成为整体，充分发挥面层与基层的复合作用。在这些路段，制动与起动对铺面结构产生的荷载频繁，周期性的荷载使得界面应力状态处于交迭变化状态。当荷载作用超过一定次数后，铺面结构粘结界面产生的应力就会超过其强度下降后的承载能力，继而铺面出现裂纹，最终产生疲劳破坏。对沥青铺面结构粘结界面剪切疲劳展开深入研究是展开沥青铺面损坏分析及其对策研究的重要组成部分。沥青铺面层间一旦出现滑移或是剥离，将直接影响铺面结构的整体使用寿命。若不及时进行处理，雨水渗入沥青层内，在荷载作用及动水压力的反复冲刷下，将可能使得层间界面与矿料间持续剥离，进而使得层间界面出现断裂，铺面出现U型裂缝等病害。因此，检验铺面结构在车辆荷载作用下的粘结层疲劳特性，指导铺面结构设计和材料设计，必须对粘结层进行更为有效的疲劳测试。

目前传统的剪切疲劳实验针对相同剪切角度进行疲劳测试，即粘结界面的正应力和剪应力比值为定值。而通过理论分析可知：在车辆制动荷载作用下，层间剪切应力状态的正应力与剪应力比值是变化的，即剪切角度是随着时间改变的。因此传统的剪切疲劳实验方法不能反映车辆制动荷载下粘结层剪切角度随着时间变化的实际情况，无法模拟实际工程情况，因此有必要针对在制动荷载条件下的粘结层进行疲劳测试。

发明内容

技术问题：本发明为解决传统剪切疲劳测试方法的不足，提供一种车辆制动条件下铺面界面抗剪疲劳测试方法及装置，能够更加准确的测试出铺面界面抗剪疲劳性能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：

一种车辆制动条件下铺面界面抗剪疲劳测试方法，包括以下步骤：

步骤10)根据获取的三次曲线导轨线型制作导轨；安装固定导轨；

步骤20)将试件安装在试件夹具中，并安装上部扣件和加载力臂，将滚轮置于导轨中；

步骤30)通过调节水平牵引装置，将竖直加载装置移至初始位置；

步骤40)启动装置，竖直加载装置对试件施加峰值为P的半正弦波的竖向荷载，同时水平牵引装置作匀速往复周期性运动，对试件进行剪切疲劳测试；

步骤50)当试件的粘结界面发生滑移并脱离，加载装置的负载感应器所反馈的力大幅度降低时，停止加载，并读取加载次数N，所述加载次数N为试件在该荷载条件下的疲劳寿命。

作为优选例，所述试件的粘结界面是指根据铺面结构层所成型试件的上下两部分的粘结层。

作为优选例，所述加载装置的负载感应器所反馈的力大幅度降低，是指负载感应器所反馈的力降低至低于设定加载值的1/10。