[发明专利]桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法

说明书

本发明公开了一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法，包括以下步骤：(1)取鼓泡半径不同的桥面铺装层试件；(2)对桥面铺装层施加均布荷载；(3)记载鼓泡变化并处理计算得到挠度w；(4)结合挠度w公式计算弹性模量E；(5)根据临界荷载q及E计算临界能量释放率G_C；(6)根据模态分析得到Ⅰ型及Ⅱ型断裂界面临界应力强度因子K_1c和K_2c；(7)根据步骤(6)计算模态相位角ψ；(8)根据G_C、ψ及界面断裂韧性Г₀(ψ)得到纯I型界面断裂韧性G_IC和试验参数λ；(9)通过Г₀(ψ)评价桥面铺装层鼓泡界面的扩展性能。本发明用于评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能，为防治桥面铺装层发生鼓泡及坑槽等病害增加理论依据。

技术领域

本发明涉及交通运输领域，特别涉及一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法。

背景技术

近年来，随着新材料和新技术的发展和使用，桥面铺装层横向裂纹和永久变形等病害减少，而鼓泡逐渐成为桥面铺装主要病害类型并引起人们的广泛关注。桥面铺装鼓泡一般集中出现在沥青层与防水粘结层之间，或在防水粘结层和桥面板之间。当桥面板或调平层顶面在施工过程中混入水分，高温时水分受热就会变成水蒸气，由于铺装层空隙率小，从而导致体积膨胀，致使铺装层顶起形成鼓泡现象，这些水汽泡或夹气在车辆荷载作用下会出现漂移运动，容易导致桥面铺装层的开裂、破碎，甚至出现坑洞。

桥面板与沥青混凝土铺装层界面两侧材料的弹性模量相差较大，容易在界面处形成微裂纹的萌生，同时桥面铺装施工过程中不可避免地会在界面处引入杂质、产生孔洞等缺陷，使得该界面成为薄弱环节。这些微裂纹或界面缺陷很容易导致界面处存在水分和空气，并在高温时发生鼓泡现象。在交通荷载和温度作用下，外界环境中的空气、水分会通过鼓泡裂纹入渗，腐蚀桥面板，甚至铺装层发生水损害，从而对行车安全和桥梁的使用寿命产生严重的影响，而且还会出现大规模的铺装翻修，这均会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

目前国内外对鼓泡病害一般采用事后处理的方法，比如采用打孔泄水减压，预开槽排水等措施，虽然这些方法均起到了一定的减缓作用，但没有从根本上解决桥面铺装鼓泡病害，而且当鼓泡产生后，没有具体的评价方法和评价指标来指导桥面铺装层鼓泡病害进行修复，无法从根本上解决桥面铺装鼓泡对桥面铺装层的危害问题。

因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法，评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能。具体而言通过以下技术方案实现：

本发明的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法，包括以下步骤：

(1)取鼓泡半径不同的桥面铺装层试件置于平台上；

(2)对桥面铺装层不断施加均布荷载至桥面铺装层鼓泡临界扩展；

(3)记载桥面铺装层鼓泡的变化并进行处理、计算，得到桥面铺装层鼓泡上的任一点在任一变化状态的挠度w；

(4)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化过程中的任一状态时施加的荷载q₀及施加该荷载q₀时步骤(3)中得到鼓泡上任一点的挠度w₀，结合挠度w的计算公式，计算得到桥面铺装层的弹性模量E；

(5)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化至临界扩展时施加的荷载q及步骤(4)中计算的弹性模量E，计算桥面铺装层鼓泡发生扩展时的临界能量释放率G_C；

(6)根据模态分析得到桥面铺装层Ⅰ型断裂界面临界应力强度因子K_1c及Ⅱ型断裂界面应力强度因子K_2c；