瀝青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瀝青砂和改性瀝青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法，采用如下方法實(shí)現(xiàn)：首先制備剪切復(fù)合試件，在室溫條件下，取出養(yǎng)生28天并晾干的尺寸為300mm×300mm×50mm的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的水泥混凝土試件，表面刮漿處理后，在其表面涂抹粘層油，再按設(shè)計(jì)厚度在其上加鋪橋面鋪裝層瀝青混合料，碾壓成型剪切復(fù)合試件，沿輪碾方向切割成規(guī)定尺寸的試件，進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，一組試件不真空飽水，將另一組試件真空飽水后放入塑料袋中，加入約15mL水，在-18℃下凍16h后，立即放入60℃恒溫水槽中，保溫24h，兩組試件均浸入60℃的恒溫水槽中不少于2h；進(jìn)行剪切試驗(yàn)，計(jì)算凍融循環(huán)抗剪強(qiáng)度比RSR，要求RSR≥85%。能較真實(shí)地模擬橋面鋪裝防水粘結(jié)層實(shí)際的受力情況。
【專利說明】瀝青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路工程【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種浙青砂和改性浙青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國道路建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展，隨著道路里程的延伸和等級(jí)的提高，橋梁等道路構(gòu)造物所占比重越來越大，成為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)。其中大量的立交橋，大型、特大型跨河橋梁以及穿越城區(qū)周圍的高架橋等多采用水泥混凝土橋面板上加鋪浙青混凝土鋪裝層的結(jié)構(gòu)型式。而該鋪裝體系在建設(shè)和使用中早期損壞現(xiàn)象卻日益普遍和嚴(yán)重，很多是由于防水粘結(jié)材料選擇不當(dāng)及施工質(zhì)量所造成的。所以，防水粘結(jié)層在鋪裝體系中起著重要作用，保證防水粘結(jié)層的使用性能是提高鋪裝體系的耐久性與延長使用壽命的關(guān)鍵。
[0003]水泥混凝土橋面浙青混凝土鋪裝層的粘結(jié)功能破壞是橋面鋪裝層破壞類型中的典型破壞形式。鋪裝層不但承受豎向行車荷載的作用，還承受水平荷載的作用，而鋪裝層與橋面之間的粘結(jié)力不足，或?qū)娱g抗剪強(qiáng)度不足，主要表現(xiàn)為層間剪切破壞，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移，導(dǎo)致鋪裝層出現(xiàn)坑洞、裂縫、推移、擁包等病害。通車后車輪的劇烈沖擊和荷載的作用還易使橋面出現(xiàn)松散、剝落等病害。尤其是隨著交通量和重型車輛的增加，汽車重載超載情況下破壞更為嚴(yán)重，甚至，在橋面鋪裝時(shí)，攤鋪機(jī)、運(yùn)料車就有可能將防水層粘走，如此一來，防水層起不到應(yīng)有的效果，水從面層滲入使得其抗水平剪切能力更弱，而且粘結(jié)性能更差，失去整體性，從而形成一種惡性循環(huán)狀態(tài)。
[0004]目前對(duì)橋面防水粘結(jié)層的研究和實(shí)驗(yàn)才剛剛起步，其性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法還不夠完善，也沒有防水粘結(jié)層力學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)的試驗(yàn)規(guī)程，有關(guān)公路混凝土橋面防水粘結(jié)層的材料選擇、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、檢測和施工等方面尚未形成系統(tǒng)完整統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。市場上的各種防水材料種類繁多，良莠不齊，橋面上應(yīng)用的防水層結(jié)構(gòu)形式也多樣，沒有統(tǒng)一的材料選擇與質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，為此防水粘結(jié)層的選擇、使用具有盲目性，無法根據(jù)不同實(shí)際情況來操作，理論和經(jīng)驗(yàn)水平落后，導(dǎo)致橋面防水粘結(jié)層的選材和設(shè)計(jì)不當(dāng)，施工質(zhì)量控制無章可循。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種浙青砂和改性浙青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法。技術(shù)方案是；1.制備水泥混凝土試件；2.制備剪切復(fù)合試件；3.凍融循環(huán)試驗(yàn)；4.剪切試驗(yàn)；5.比較剪切試驗(yàn)結(jié)果；6.當(dāng)4個(gè)試件凍融循環(huán)抗剪強(qiáng)度比的變異系數(shù)不大于20%時(shí)，取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果；變異系數(shù)大于20%時(shí)，應(yīng)分析原因，并追加試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0007]1.《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ052-2000中沒有剪切試驗(yàn)，新規(guī)程《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011中，雖然納入了浙青混合料抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)(三軸壓縮法)，不但操作難度大，計(jì)算繁雜，而且試驗(yàn)結(jié)果是通過抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ值計(jì)算而得。應(yīng)用實(shí)踐表明，不同類型的浙青混合料所得c、9值結(jié)果差異不大，已不能滿足工程實(shí)際需要。彌補(bǔ)了當(dāng)前橋面鋪裝防水粘結(jié)層性能評(píng)價(jià)方法的不足，為編制橋面防水粘結(jié)層的試驗(yàn)規(guī)程提供參考。
[0008]2.本發(fā)明所提出的評(píng)價(jià)方法考慮了重載對(duì)橋面鋪裝防水粘結(jié)層的抗剪切性能的影響，以適應(yīng)現(xiàn)代交通的需求。
[0009]3.解決了應(yīng)用現(xiàn)行浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行浙青混合料剪切試驗(yàn)難度大的問題，同時(shí)為公路混凝土橋面防水粘結(jié)層的材料選擇、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、檢測和施工等方面提供參考。
【具體實(shí)施方式】
[0010]1、制備水泥混凝土試件
[0011]在室溫狀態(tài)下，取出養(yǎng)生28天并晾干的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的水泥混凝土板塊狀試件，尺寸為(300_±2mm)X (300_±2mm) X (50_±2mm),用刮刀將拉毛面的浮衆(zhòng)、灰塵清理干凈。
[0012]2、制備剪切復(fù)合試件
[0013](I)水泥混凝土試件涂抹粘層油后置于輪碾法成型的試模中，按我國現(xiàn)行《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-201DT0703用輪碾成型機(jī)碾壓成型長300mm、寬300mm、厚度與浙青砂或改性浙青砂的設(shè)計(jì)厚度相同的復(fù)合試件，在其上加鋪橋面鋪裝層浙青混合料，碾壓成型尺寸為(300_±2mm) X (300_±2mm) X (100_±2mm)的復(fù)合剪切試件，或碾壓成型與橋面鋪裝的實(shí)際厚度相同的板塊狀試件。
[0014]涂抹粘層油用量可參考《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004取0.4L/m2。
[0015](2)本方法也適用于采用輪碾法成型與橋面鋪裝相同結(jié)構(gòu)和厚度的板塊狀試件，或者現(xiàn)場切割板塊狀試件，切割試件的尺寸根據(jù)現(xiàn)場面層的實(shí)際情況由試驗(yàn)確定。
[0016](3)試件成型后，連同試模一起在常溫條件下放置的時(shí)間不得少于12h。對(duì)聚合物改性浙青混合料，放置的時(shí)間以48h為宜，使聚合物改性浙青充分固化后方可進(jìn)行試驗(yàn)，室溫放置時(shí)間不得長于I周。
[0017](4)試件沿輪碾方向切割尺寸為(150mm±2mm) X (100mm±2mm)X (100mm±2mm)的試件，或根據(jù)試驗(yàn)需要切割成要求的尺寸。每塊板切割試件數(shù)量不低于4個(gè)。
[0018]3.凍融循環(huán)試驗(yàn)
[0019]( I) 一組試件(不低于4個(gè))不進(jìn)行真空飽水，另一組試件(不低于4個(gè))進(jìn)行真空飽水，在98.3KPa?98.7KPa(730mmHg?740mmHg)真空條件下保持15min后恢復(fù)常壓。
[0020](2)在常溫水中浸泡2h后，將試件放入塑料袋中，加入約15mL水，扎緊袋口，將試件放入恒溫冰箱中，在-18°C ±2°C下凍16h±lh。
[0021](3)試件立即放入60°C ±0.5°C恒溫水槽中，撤去塑料袋，保溫24h。
[0022](4)兩組試件均浸入60°C ±0.5°C的恒溫水槽中不少于2h，保溫時(shí)試件之間的距離不少于10mm。
[0023]4.剪切試驗(yàn)
[0024]兩組試件在60°C ±0.5°C條件下，采用剪切設(shè)備(如剪切強(qiáng)度測試儀、直剪儀等)進(jìn)行剪切試驗(yàn)。對(duì)每組不少于4個(gè)的剪切復(fù)合試件施加法向(垂直)載荷0.84MPa±0.05MPa,待法向載荷穩(wěn)定后，再以5mm/min的加載速度施加水平(切向)剪切力，記錄試件沿防水粘結(jié)層面發(fā)生斷裂時(shí)的剪切應(yīng)力、應(yīng)變和位移。試驗(yàn)溫度也可結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r確定。
[0025]5.比較剪切試驗(yàn)結(jié)果
[0026]計(jì)算凍融循環(huán)抗剪強(qiáng)度比
【權(quán)利要求】
1.浙青砂和改性浙青砂橋面鋪裝防水粘結(jié)層抗剪切性能的評(píng)價(jià)方法，其特征在于:(a)首先制備水泥混凝土試件，在室溫狀態(tài)下，取出養(yǎng)生28天并晾干的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的水泥混凝土板塊狀試件，尺寸為300mm± 2mmX 300mm± 2mmX 50mm± 2mm,用刮刀將拉毛面的浮漿、灰塵清理干凈；(b)制備剪切復(fù)合試件:①水泥混凝土試件涂抹粘層油后置于輪碾法成型的試模中，按我國現(xiàn)行《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTGE20-2011T0703用輪碾成型機(jī)碾壓成型長300mm、寬300mm、厚度與浙青砂或改性浙青砂的設(shè)計(jì)厚度相同的復(fù)合試件，在其上加鋪橋面鋪裝層浙青混合料，碾壓成型尺寸為300mm± 2mmX 300mm± 2mmX 100mm±2mm的復(fù)合剪切試件，或碾壓成型與橋面鋪裝的實(shí)際厚度相同的板塊狀試件；涂抹粘層油用量可參考《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004取0.4L/m2 本方法也適用于采用輪碾法成型與橋面鋪裝相同結(jié)構(gòu)和厚度的板塊狀試件，或者現(xiàn)場切割板塊狀試件，切割試件的尺寸根據(jù)現(xiàn)場面層的實(shí)際情況由試驗(yàn)確定；③試件成型后，連同試模一起在常溫條件下放置的時(shí)間不得少于12h，對(duì)聚合物改性浙青混合料，放置的時(shí)間以48h為宜，使聚合物改性浙青充分固化后方可進(jìn)行試驗(yàn)，室溫放置時(shí)間不得長于I周；@試件沿輪碾方向切割尺寸為150_±2_X 100_±2_X 100_±2mm的試件，或根據(jù)試驗(yàn)需要切割成要求的尺寸，每塊板切割試件數(shù)量不低于4個(gè)；(c)進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn):①一組試件不低于4個(gè)不進(jìn)行真空飽水，另一組不低于4個(gè)試件進(jìn)行真空飽水，在.98.3KPa~98.7KPa真空條件下保持15min后恢復(fù)常壓；②在常溫水中浸泡2h后，將試件放入塑料袋中，加入約15mL水，扎緊袋口，將試件放入恒溫冰箱中，在-18°C ±2°C下凍.16h±l 試件立即放入60°C ±0.5°C恒溫水槽中，撤去塑料袋，保溫24h 兩組試件均浸入600C ±0.5°C的恒溫水槽中不少于2h，保溫時(shí)試件之間的距離不少于IOmm ；(d)進(jìn)行剪切試驗(yàn)，兩組試件在60°C ±0.5°C條件下，采用剪切設(shè)備進(jìn)行剪切試驗(yàn)，對(duì)每組不少于4個(gè)的剪切復(fù)合試件施加法向載荷0.84MPa±0.05MPa，待法向載荷穩(wěn)定后，再以5mm/min的加載速度施加水平剪切力，記錄試件沿防水粘結(jié)層面發(fā)生斷裂時(shí)的剪切應(yīng)力、應(yīng)變和位移，試驗(yàn)溫度也可結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r確定；(e)比較剪切試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算凍融循環(huán)抗剪強(qiáng)度比RSR，為凍融循環(huán)后試件的抗剪強(qiáng)度1&與未凍融循環(huán)試件的抗剪強(qiáng)度Ttl之比，即
【文檔編號(hào)】G01N3/24GK103743632SQ201410027525
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】孫兆輝, 王思蒙, 王鐵濱, 陳瑞三, 于保陽 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)