[发明专利]一种沥青水泥复合路面层间剪切疲劳试验装置及方法

说明书

本发明属于道路工程技术领域，特别涉及一种沥青水泥复合路面层间剪切疲劳试验装置及方法，包括复合试件，其竖直放置，上部套设有活动的上夹具，下部套设有固定的下夹具，所述上夹具和所述下夹具之间的间隙对应所述复合试件的应力吸收层；水平加载装置，对所述上夹具施加水平荷载；竖直加载装置，穿过所述上夹具对所述复合试件顶部施加竖直荷载；本发明水平加载装置施加的水平荷载可以在复合试件层间产生纯水平摩擦力，能够真实模拟复合式路面的层间剪切疲劳破坏。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，特别涉及一种沥青水泥复合路面层间剪切疲劳试验装置及方法。

背景技术

加铺沥青混凝土面层是水泥混凝土路面改造的常见形式，提升了路面承载力。由于水泥混凝土、沥青混凝土材料特性的差异，通常在二者层间界面处铺设应力吸收层，以增强二者之间的粘结性能，减缓反射裂缝的产生。

水泥混凝土与沥青混凝土层间是复合式路面的薄弱环节，一旦处理不好，易出现层间滑移、拥包等病害；这些病害的产生是由于二者之间粘结力不足，在车辆荷载的反复作用下发生层间剪切破坏所导致。该病害的产生是车辆垂直荷载和水平摩擦力综合作用的结果，并不是因某次产生的抗剪强度值过大所造成，而是层间界面在重复荷载作用下产生不可恢复的强度衰减积累所引起，尤其是在车辆启动、制动频繁的地区，如公交车停靠站、交叉路口、长陡下坡路段和收费站等。

由于认为最不利状况为车辆处于下坡路段紧急刹车状态，因此现有技术中，技术人员多采用斜剪试验来模拟这一状况。具体的，竖直加压按照设定倾斜角度放置的复合试件，由于紧急制动时水平力系数(车轮与路面的摩擦系数)取0.5，即路面结构所受的水平应力为竖向应力的0.5倍，即可获得倾斜角度为26°34′。但斜剪试验中复合试件界面处所承受的水平作用力分布相对复杂，仅是理论上的水平作用力分解，不能产生是纯水平摩擦力，影响测试结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青水泥复合路面层间剪切疲劳试验装置及方法，以解决现有技术中存在的斜剪试验不能真实模拟路面真实受力状态的问题。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：

第一方面，本发明提供了一种沥青水泥复合路面层间剪切疲劳试验装置，包括：

复合试件，其竖直放置，上部套设有活动的上夹具，下部套设有固定的下夹具，所述上夹具和所述下夹具之间的间隙对应所述复合试件的应力吸收层；

水平加载装置，对所述上夹具施加水平荷载；

竖直加载装置，穿过所述上夹具对所述复合试件顶部施加竖直荷载。

作为进一步的技术方案，所述下夹具包括固定部和拆卸部，夹持时所述拆卸部组装在所述固定部上形成夹持结构。

作为进一步的技术方案，所述水平加载装置包括具有竖直运动转水平运动功能的方向转化机构。

作为进一步的技术方案，所述方向转化机构包括两齿轮、竖向加载杆以及水平加载杆，所述竖向加载杆穿入两所述齿轮之间间隙并与之齿轮齿条配合，所述水平加载杆与所述齿轮齿条配合。

作为进一步的技术方案，所述竖直加载装置包括圆形加载板和竖向伸缩杆，所述圆形加载板覆盖所述复合试件的顶端面。

作为进一步的技术方案，所述竖向伸缩杆为液压伸缩杆，并且配置有液压系统。

作为进一步的技术方案，还包括支撑平台，所述水平加载装置和所述下夹具固定在所述支撑平台上。

作为进一步的技术方案，所述复合试件从上到下依次为沥青混凝土层、应力吸收层、水泥混凝土层，所述下夹具内设置有活动的垫片，以调整所述水泥混凝土层的厚度。

作为进一步的技术方案，所述上夹具和所述下夹具均为与所述复合试件适配的圆筒。