[发明专利]测定集料-沥青胶浆界面在拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法

说明书

测定集料‑沥青胶浆界面在拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法，它涉及一种拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法，具体涉及一种测定集料‑沥青胶浆界面在拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法。本发明为了解决现有测定集料‑沥青胶浆界面曲折破坏强度的试验装置及方法不能能很好地预测和评价集料‑沥青胶浆界面破坏强度的问题。本发明的试验基板是水平设置的长方形板体，两个第一立板竖直并排设置在试验基板一端的上表面上，两个第二立板竖直并排设置在试验基板另一端的上表面上，试验件设置在试验基板上表面的中部，所述膜厚调控机构设置在两个第一立板的外侧，且所述膜厚调控机构夹住试验件。本发明用于路桥建设领域。

技术领域

本发明涉及一种拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法，具体涉及一种测定集料-沥青胶浆界面在拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法，属于路桥建设领域。

背景技术

沥青混合料是由沥青胶浆、集料以及随机分布的空隙所组成的混合物。对于沥青路面中出现的车辙、裂缝、松散和泛油等病害，工程上多关注沥青混合料宏观尺度上的统计平均性质，如马歇尔稳定度、流值、动稳定度、劈裂强度等，均采用室内小尺寸试件来模拟实际工况下混合料的力学行为，进而评定其路用性能。然而按照复合材料力学理论，结合材料在受到外界荷载时，失效点总倾向于在界面结合处或其附近。这是因为集料-沥青胶浆界面附近不仅存在大小不一的空隙，导致结合强度的下降，而且因为界面的存在而引发应力集中并产生残余应力等，使集料-沥青胶浆界面附近的材料产生较高的应力水平，因此沥青混合料的结构强度和寿命一般取决于界面的强度寿命特性。简单的室内小尺寸构件力学性能评价及基于连续介质框架的理论计算已经无法从本质上解释其力学行为及损伤机理。沥青胶浆是以填料(矿粉)为分散相分散在沥青介质中的一种微分散系，胶浆理论认为沥青胶浆是沥青混合料中最重要的一级分散系。而沥青混合料的力学性能不仅受到与沥青胶浆直接相关的包括填料(矿粉)的矿物组成、填料的级配的影响还包括集料(细集料和粗集料)与沥青胶浆的结合性能。然而，由于工艺等因素导致胶浆与集料间存在种种缺陷，根据“木桶效应”，集料-沥青胶浆界面性能在很大程度上决定了沥青混合料的高温稳定性、低温变形能力以及长期耐久性。当前集料-沥青交互作用理论以列宾捷尔等人的理论最为成熟，认为沥青与集料交互作用后，沥青在集料表面产生化学组分的重新排列，在集料表面形成一层厚度为δ₀的扩散溶剂化膜。在此膜厚度以内的沥青称为“结构沥青”，其粘度较高，具有较高的粘结力；在此膜厚度以外的沥青称为“自由沥青”，其粘度较低，使粘结力降低。集料之间接触处由结构沥青连接时，沥青具有较大的粘度和较大的扩散溶剂化膜的接触面积，集料间可获得较大的粘结力；反之，若集料之间接触处由自由沥青连接，则具有较小的粘结力。当以沥青胶浆为研究对象时，矿粉表面最外缘裹附结构沥青与集料接触时，两者结合较好，矿粉表面最外缘裹附自由沥青时，两者则容易分离。实际行车荷载中，沥青混合料受力模式比较复杂，不仅包括拉剪混合作用，还包括变频率的重复荷载作用，集料-沥青胶浆界面的力学行为则更复杂。分析集料-沥青胶浆之间力学行为时，研究者都对其进行简化，只考虑了正应力和剪应力的静态作用，而且是通过直拉和直剪分别得到允许正应力和允许剪应力，这样并不能很好地预测和评价集料-沥青胶浆界面破坏强度，因此如何更准确更接近实际地评价集料-沥青胶浆界面强度成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有测定集料-沥青胶浆界面曲折破坏强度的试验装置及方法不能能很好地预测和评价集料-沥青胶浆界面破坏强度的问题，进而提出测定集料-沥青胶浆界面在拉剪混合模态下曲折破坏强度的试验装置及方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括试验基板、膜厚调控机构、两个第一立板和两个第二立板，试验基板是水平设置的长方形板体，两个第一立板竖直并排设置在试验基板一端的上表面上，两个第二立板竖直并排设置在试验基板另一端的上表面上，试验件设置在试验基板上表面的中部，所述膜厚调控机构设置在两个第一立板的外侧，且所述膜厚调控机构夹住试验件。

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、制备试样：