沥青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青砂和改性沥青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法，采用如下方法实现：首先制备剪切复合试件，在室温条件下，取出养生28天并晾干的尺寸为300mm×300mm×50mm的设计标号的水泥混凝土试件，表面刮浆处理后，在其表面涂抹粘层油，再按设计厚度在其上加铺桥面铺装层沥青混合料，碾压成型剪切复合试件，沿轮碾方向切割成规定尺寸的试件，进行冻融循环试验，一组试件不真空饱水，将另一组试件真空饱水后放入塑料袋中，加入约15mL水，在-18℃下冻16h后，立即放入60℃恒温水槽中，保温24h，两组试件均浸入60℃的恒温水槽中不少于2h；进行剪切试验，计算冻融循环抗剪强度比RSR，要求RSR≥85%。能较真实地模拟桥面铺装防水粘结层实际的受力情况。
【专利说明】沥青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及道路工程【技术领域】，公开了一种浙青砂和改性浙青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法。
【背景技术】
[0002]目前我国道路建设事业蓬勃发展，随着道路里程的延伸和等级的提高，桥梁等道路构造物所占比重越来越大，成为国家基础设施建设的重要一环。其中大量的立交桥，大型、特大型跨河桥梁以及穿越城区周围的高架桥等多采用水泥混凝土桥面板上加铺浙青混凝土铺装层的结构型式。而该铺装体系在建设和使用中早期损坏现象却日益普遍和严重，很多是由于防水粘结材料选择不当及施工质量所造成的。所以，防水粘结层在铺装体系中起着重要作用，保证防水粘结层的使用性能是提高铺装体系的耐久性与延长使用寿命的关键。
[0003]水泥混凝土桥面浙青混凝土铺装层的粘结功能破坏是桥面铺装层破坏类型中的典型破坏形式。铺装层不但承受竖向行车荷载的作用，还承受水平荷载的作用，而铺装层与桥面之间的粘结力不足，或层间抗剪强度不足，主要表现为层间剪切破坏，会产生相对滑移，导致铺装层出现坑洞、裂缝、推移、拥包等病害。通车后车轮的剧烈冲击和荷载的作用还易使桥面出现松散、剥落等病害。尤其是随着交通量和重型车辆的增加，汽车重载超载情况下破坏更为严重，甚至，在桥面铺装时，摊铺机、运料车就有可能将防水层粘走，如此一来，防水层起不到应有的效果，水从面层渗入使得其抗水平剪切能力更弱，而且粘结性能更差，失去整体性，从而形成一种恶性循环状态。
[0004]目前对桥面防水粘结层的研究和实验才刚刚起步，其性能指标和评价方法还不够完善，也没有防水粘结层力学性质评价的试验规程，有关公路混凝土桥面防水粘结层的材料选择、设计、试验、检测和施工等方面尚未形成系统完整统一的标准和规范。市场上的各种防水材料种类繁多，良莠不齐，桥面上应用的防水层结构形式也多样，没有统一的材料选择与质量检验标准，为此防水粘结层的选择、使用具有盲目性，无法根据不同实际情况来操作，理论和经验水平落后，导致桥面防水粘结层的选材和设计不当，施工质量控制无章可循。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种浙青砂和改性浙青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法。技术方案是；1.制备水泥混凝土试件；2.制备剪切复合试件；3.冻融循环试验；4.剪切试验；5.比较剪切试验结果；6.当4个试件冻融循环抗剪强度比的变异系数不大于20%时，取其平均值作为试验结果；变异系数大于20%时，应分析原因，并追加试验。
[0006]本发明的优点:
[0007]1.《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ052-2000中没有剪切试验，新规程《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTG E20-2011中，虽然纳入了浙青混合料抗剪强度试验(三轴压缩法)，不但操作难度大，计算繁杂，而且试验结果是通过抗剪强度参数C、φ值计算而得。应用实践表明，不同类型的浙青混合料所得c、9值结果差异不大，已不能满足工程实际需要。弥补了当前桥面铺装防水粘结层性能评价方法的不足，为编制桥面防水粘结层的试验规程提供参考。
[0008]2.本发明所提出的评价方法考虑了重载对桥面铺装防水粘结层的抗剪切性能的影响，以适应现代交通的需求。
[0009]3.解决了应用现行浙青混合料试验规程进行浙青混合料剪切试验难度大的问题，同时为公路混凝土桥面防水粘结层的材料选择、设计、试验、检测和施工等方面提供参考。
【具体实施方式】
[0010]1、制备水泥混凝土试件
[0011]在室温状态下，取出养生28天并晾干的设计标号的水泥混凝土板块状试件，尺寸为(300_±2mm)X (300_±2mm) X (50_±2mm),用刮刀将拉毛面的浮衆、灰尘清理干净。
[0012]2、制备剪切复合试件
[0013](I)水泥混凝土试件涂抹粘层油后置于轮碾法成型的试模中，按我国现行《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-201DT0703用轮碾成型机碾压成型长300mm、宽300mm、厚度与浙青砂或改性浙青砂的设计厚度相同的复合试件，在其上加铺桥面铺装层浙青混合料，碾压成型尺寸为(300_±2mm) X (300_±2mm) X (100_±2mm)的复合剪切试件，或碾压成型与桥面铺装的实际厚度相同的板块状试件。
[0014]涂抹粘层油用量可参考《公路浙青路面施工技术规范》JTG F40-2004取0.4L/m2。
[0015](2)本方法也适用于采用轮碾法成型与桥面铺装相同结构和厚度的板块状试件，或者现场切割板块状试件，切割试件的尺寸根据现场面层的实际情况由试验确定。
[0016](3)试件成型后，连同试模一起在常温条件下放置的时间不得少于12h。对聚合物改性浙青混合料，放置的时间以48h为宜，使聚合物改性浙青充分固化后方可进行试验，室温放置时间不得长于I周。
[0017](4)试件沿轮碾方向切割尺寸为(150mm±2mm) X (100mm±2mm)X (100mm±2mm)的试件，或根据试验需要切割成要求的尺寸。每块板切割试件数量不低于4个。
[0018]3.冻融循环试验
[0019]( I) 一组试件(不低于4个)不进行真空饱水，另一组试件(不低于4个)进行真空饱水，在98.3KPa?98.7KPa(730mmHg?740mmHg)真空条件下保持15min后恢复常压。
[0020](2)在常温水中浸泡2h后，将试件放入塑料袋中，加入约15mL水，扎紧袋口，将试件放入恒温冰箱中，在-18°C ±2°C下冻16h±lh。
[0021](3)试件立即放入60°C ±0.5°C恒温水槽中，撤去塑料袋，保温24h。
[0022](4)两组试件均浸入60°C ±0.5°C的恒温水槽中不少于2h，保温时试件之间的距离不少于10mm。
[0023]4.剪切试验
[0024]两组试件在60°C ±0.5°C条件下，采用剪切设备(如剪切强度测试仪、直剪仪等)进行剪切试验。对每组不少于4个的剪切复合试件施加法向(垂直)载荷0.84MPa±0.05MPa,待法向载荷稳定后，再以5mm/min的加载速度施加水平(切向)剪切力，记录试件沿防水粘结层面发生断裂时的剪切应力、应变和位移。试验温度也可结合当地情况确定。
[0025]5.比较剪切试验结果
[0026]计算冻融循环抗剪强度比
【权利要求】
1.浙青砂和改性浙青砂桥面铺装防水粘结层抗剪切性能的评价方法，其特征在于:(a)首先制备水泥混凝土试件，在室温状态下，取出养生28天并晾干的设计标号的水泥混凝土板块状试件，尺寸为300mm± 2mmX 300mm± 2mmX 50mm± 2mm,用刮刀将拉毛面的浮浆、灰尘清理干净；(b)制备剪切复合试件:①水泥混凝土试件涂抹粘层油后置于轮碾法成型的试模中，按我国现行《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTGE20-2011T0703用轮碾成型机碾压成型长300mm、宽300mm、厚度与浙青砂或改性浙青砂的设计厚度相同的复合试件，在其上加铺桥面铺装层浙青混合料，碾压成型尺寸为300mm± 2mmX 300mm± 2mmX 100mm±2mm的复合剪切试件，或碾压成型与桥面铺装的实际厚度相同的板块状试件；涂抹粘层油用量可参考《公路浙青路面施工技术规范》JTG F40-2004取0.4L/m2 本方法也适用于采用轮碾法成型与桥面铺装相同结构和厚度的板块状试件，或者现场切割板块状试件，切割试件的尺寸根据现场面层的实际情况由试验确定；③试件成型后，连同试模一起在常温条件下放置的时间不得少于12h，对聚合物改性浙青混合料，放置的时间以48h为宜，使聚合物改性浙青充分固化后方可进行试验，室温放置时间不得长于I周；@试件沿轮碾方向切割尺寸为150_±2_X 100_±2_X 100_±2mm的试件，或根据试验需要切割成要求的尺寸，每块板切割试件数量不低于4个；(c)进行冻融循环试验:①一组试件不低于4个不进行真空饱水，另一组不低于4个试件进行真空饱水，在.98.3KPa~98.7KPa真空条件下保持15min后恢复常压；②在常温水中浸泡2h后，将试件放入塑料袋中，加入约15mL水，扎紧袋口，将试件放入恒温冰箱中，在-18°C ±2°C下冻.16h±l 试件立即放入60°C ±0.5°C恒温水槽中，撤去塑料袋，保温24h 两组试件均浸入600C ±0.5°C的恒温水槽中不少于2h，保温时试件之间的距离不少于IOmm ；(d)进行剪切试验，两组试件在60°C ±0.5°C条件下，采用剪切设备进行剪切试验，对每组不少于4个的剪切复合试件施加法向载荷0.84MPa±0.05MPa，待法向载荷稳定后，再以5mm/min的加载速度施加水平剪切力，记录试件沿防水粘结层面发生断裂时的剪切应力、应变和位移，试验温度也可结合当地情况确定；(e)比较剪切试验结果，计算冻融循环抗剪强度比RSR，为冻融循环后试件的抗剪强度1&与未冻融循环试件的抗剪强度Ttl之比，即
【文档编号】G01N3/24GK103743632SQ201410027525
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】孙兆辉, 王思蒙, 王铁滨, 陈瑞三, 于保阳 申请人:沈阳建筑大学