[发明专利]一种沥青混合料表面裂纹监测方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体为一种沥青混合料表面裂纹监测方法。

背景技术

改革开放以来，公路一直是我国年投资力度最大、发展速度最快的重点建设领域；截至2014年底，我国已建成通车的高速公路突破了10万公里。按照发展规划，此后十几年内还要新建数万公里高速公路和百万公里普通公路，更有数大量的沥青路面需要维修改造。

我国在公路建设实践中，积累了丰富的经验、解决了许多关键技术问题。但从近年来已投入运营的公路使用状况来看，大部分未达到使用年限即出现了较严重的功能衰减和结构损坏，许多设计年限为15年的路面结构，在开放交通后5～8年内即出现大范围的破坏，造成了巨大的经济损失和不良社会影响。

在研究路面功能衰减和结构损坏时，确定破坏源是关键。而现场实测较为复杂，需要耗费大量的人力、物力和财力，而且对仪器设备的要求较高。因此，道路工作者设计了一系列室内力学试验，如直接拉伸试验、弯曲试验、单轴压缩试验、劈裂试验、沥青混合料三轴试验来模拟路面结构的某种受力状态，并通过测定的强度值来判定路面材料的力学性能。通常情况下，进行室内强度试验时，可以以极限承载力或初始裂纹的出现来定义试件的破坏。对破坏定义的不同，将导致材料的强度不同。例如在沥青混合料弯曲试验中，试件最先在跨中底部开裂。若以初始开裂定义破坏，测得的强度将小于以极限承载力定义破坏测得的强度。而材料强度取值不同，又会显著地影响路面结构的设计。

目前，道路科研人员通常采用贴应变片的方法来判定表面裂纹的产生。但是，当试件表面形状复杂或空间较为狭小时，难以粘贴应变片，制约着应变片的使用范围。如沥青混合料三轴试验采用外直径为100mm，内直径为20mm，高为100mm中空圆柱体试件，如果要判定试件最先在内圆柱表面还是在外圆柱表面发生破坏，就要在内圆柱表面和外圆柱表面同时粘贴应变片。显而易见，在内直径为20mm的空心圆柱体内弧面粘贴应变片是较为困难的。此外，工程应用中，在结构的拐角处也不便于采用应变片测试。近年来，为了探测试件裂纹的发生、发展规律，道路研究人员开始使用CT扫描技术，通过CT扫描成像得到试件断面的图像。但是，CT试验系统价格昂贵，操作复杂，动辄花费数百万元，难以推广应用。此外，CT扫描多是将破坏前与破坏后的试件放入工业CT中进行扫描，难以实现试验过程中的实时监测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种灵敏度高、简单易行、便于推广、适合于路用材料并能克服应变片测试和CT扫描缺陷的沥青混合料表面裂纹监测方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种沥青混合料表面裂纹监测方法，包括以下步骤：

S100、试件表面进行处理，使其表面保持平整、密实；

S200、选择一种延伸率与试件相近的导电材料，通过凹槽均匀的涂抹在试件的表面，形成导电的不封闭回路；

S300、形成导电回路；将引出片放置在不封闭导电回路的两端，分别与所述导电材料形成的不封闭导电回路并和所述导线连接后接入数据采集装置和电脑，形成导电回路；

S400、检查导电回路的连通状态，打开数据采集装置及电脑，检查电路是否处于连通状态；若处于连通状态，便可进行测试；否则，检查导电回路，直至电路处于连通状态为止；

S500、对试件进行试验，若试件表面发生裂缝，导电回路将断开，连通数据采集装置的电脑将会精确的实时记录电路断开的时间，该时间即为试件表面的开裂时间，从而实现对试件表面裂纹的实时监测。

附图说明

图1为不封闭导电环布设示意图，其中(a)表示不封闭导电环布设正视示意图，(b)表示不封闭导电环布设俯视示意图；

图2为平面受压/轴向压缩试验曲线及试件表面开裂时间。

具体实施方式

下面将结合附图1至图2以及进一步的详细说明来举例说明本发明。需要指出的是，以下说明仅仅是对本发明要求保护的技术方案的举例说明，并非对这些技术方案的任何限制。本发明的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。

一种沥青混合料表面裂纹监测方法，包括以下步骤：

S100、试件表面进行处理，使其表面保持平整、密实；

S200、选择一种延伸率与试件相近的导电材料，通过凹槽均匀的涂抹在试件的表面，形成导电的不封闭回路；

S300、形成导电回路；将引出片放置在不封闭导电回路的两端，分别与所述导电材料形成的不封闭导电回路并和所述导线连接后接入数据采集装置和电脑，形成导电回路；