[发明专利]复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能评价方法及系统。该方法包括：对双层车辙板进行切割制备试件；将试件分为冻融组试件和未冻融组试件；对冻融组试件和未冻融组试件进行层间粘结耐久性能试验，得到加载过程中的最大荷载；根据最大荷载确定重复荷载的峰值，对冻融组试件和未冻融组试件进行层间粘结疲劳试验，得到位移变化曲线；根据位移变化曲线确定试件的层间疲劳寿命；根据冻融前后疲劳寿命的比值评价试件的层间粘结耐久性能。本发明解决了现有测试层间粘结性能的方法中存在的与路面层间实际受力状态不符、无法评价实际间歇车辆荷载与水的作用下路面层间粘结的耐久性等问题。

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，特别涉及一种复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能评价方法及系统。

背景技术

路面层间粘结的耐久性能会显著影响路面的使用寿命，在车辆的反复荷载作用下路面层间容易产生剪切破坏，丧失粘结效果，使路面产生滑移开裂、脱皮、推移拥包等病害。而在多雨地区，降水渗透到路面结构层内部，冲刷层间粘结的薄弱位置，会加快层间粘结性能的衰减和路面病害的发展。因此路面不同的材料结构层之间进行合适的防水粘结处理，保证层间粘结的耐久性能是施工的关键技术环节，其中包括沥青面层之间的粘结，以及水泥混凝土板和沥青层间粘结的耐久性能都至关重要。

目前常用于评价路面层间粘结性能的方法主要有直接剪切试验、斜向剪切试验、扭转剪切试验和直接拉伸试验等。

以Leutner剪切仪和LISST剪切仪为代表的直接剪切试验，通过竖向加载杆在层间施加恒定剪切位移速率，测试层间抗剪强度，在直剪试验中层间的滑移方向与加载杆移动方向平行，张锋等人为研究水泥混凝土防水粘结层的粘结性能，制备了复合试件进行直接剪切试验，结果表明随着防水粘结层用量的增大，剪切强度呈先增大后减小的趋势。直接剪切试验原理简单，实施方便，但与路面层间实际的受力状态不符，无法揭示层间的破坏机理。

斜向剪切试验又称斜剪试验，试验中层间的滑移方向与加载杆移动方向存在一定的夹角，使试件层间既受到切向的剪应力，也受到法向的压应力，季节等人通过斜剪试验评价了不同温度、剪切速率和粘结材料对防水粘结层材料强度的影响规律，确定了试验的最佳剪切速率与水泥混凝土的表面处理方式。斜剪试验可以更好地模拟行车荷载对路面层间的剪切破坏以及评价层间的粘结性能，但已有的斜剪试验大部分是单次加载破坏的强度试验，不能反应水泥层与沥青层界面在车辆重复荷载作用下层间粘结性能的衰减过程，少数斜剪试验涉及到的重复加载也是采用的连续加载模式，没有考虑到路面在服役时，车辆荷载是间歇施加的，间歇期间粘结层的损伤会在一定程度上得以恢复，因此室内的斜剪疲劳试验的加载还需要考虑荷载的间歇，才能真实准确地测试层间的粘结性能。

扭转剪切试验将试件固定在仪器底座上，试件顶部粘接钢板并连接扳手，对试件施加扭矩直至层间产生破坏，计算相应的扭转剪应力，可以用于评价薄层罩面的施工质量；LTCQT拉拔试验可以测试粘层油的粘结效果，将仪器拉拔头直接固定在完成施工的粘结层上，以0.2mm/s匀速升起以测试拉拔粘结强度。但扭转剪切试验与直接拉伸试验也与路面层间实际受力状态不符，不能准确评价层间粘结性能。

总的来说，已有的评价路面层间粘结性能的试验方法大多不能体现层间真实的受力状态，与实际的层间粘结破坏机理不符，且不能准确模拟在间歇的车辆荷载作用下，以及水对层间粘结性能的影响，对于层间粘结疲劳破坏的判断标准也不明确，缺少能准确评价真实服役环境下路面层间粘结耐久性能的方法，因此，有必要开发能评价复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能的方法及系统，为路面层间的处理与施工起到准确的指导作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能评价方法及系统，以解决现有测试层间粘结性能的方法中存在的与路面层间实际受力状态不符、无法评价实际间歇车辆荷载与水的作用下路面层间粘结的耐久性等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种复杂荷载环境下路面层间粘结耐久性能评价方法，包括：