[发明专利]桥面沥青铺装鼓包扩散过程力学参数测试方法

说明书

本发明公开了一种桥面沥青铺装鼓包扩散过程力学参数测试装置及方法，目的在于精确测试桥面铺装材料鼓包变形特征参数与施加荷载的关系，计算不同铺装体系鼓包破坏的界面断裂能和破坏应变，本发明装置所采用的技术方案为：包括设置在支撑架上的环境箱，环境箱内设置有试件固定架，试件固定架通过输出油管连接至加压油缸，加压油缸连接MTS疲劳试验机，加压油缸能够将液压油压入试件中产生荷载作用；所述环境箱内设置有温湿度传感器和温湿度产生控制器，环境箱顶部设置有能够拍摄试件表面鼓包变形的相机，相机连接至能够处理分析试件表面鼓包变形的MTI‑3D结构变形测量系。

技术领域

本发明属于桥面沥青铺装病害防治技术领域，具体涉及一种桥面沥青铺装鼓包扩散过程力学参数测试装置及方法。

背景技术

近年来高速公路建设向山区发展，桥梁在路线中所占比例不断增加，对桥面铺装病害的预防和处理也变得更加重要。随着环氧沥青混合料等新材料在桥面铺装中的应用，裂缝和永久变形病害逐渐减少，鼓包却日益成为桥面铺装最主要的病害类型，引起了人们的广泛关注。桥面铺装体系通常包括桥面板上的防水粘结层、铺装下层和铺装上层。各层之间混入空气或水分后，在夏季高温时封闭在铺装层内的气体(空气或水蒸汽)受热体积膨胀，形成巨大膨胀力，逐渐将上部铺装层顶起而形成鼓包现象。桥面在运营过程中铺装层和防水层之间，或防水层和桥面板之间都有可能形成鼓包病害，而施工过程中鼓包病害以防水层和桥面板之间最为常见。

桥面铺装出现鼓包病害时，各层材料在鼓起的过程中受到弯曲与拉伸作用，很容易产生微裂缝，进一步在车辆动载的反复作用以及铺装层内部水的冲刷作用下，铺装层表面便会产生大量的唧泥泛白浆现象。加之桥面铺装鼓起后便失去了桥面粘结力，在行车荷载作用下逐渐被压碎，最终导致铺装层塌陷，并造成大面积破坏。更为严重的是，鼓包产生宏观裂缝后，降雨等水分可以通过裂缝直接与桥面板接触，加快了对桥梁的腐蚀或锈蚀，这不仅严重影响了桥面铺装结构的使用寿命和桥面铺装的整体性和平整度，更是增加了安全隐患。

从现场桥面铺装鼓包病害形式调研可知，桥面鼓包病害主要表现为铺装材料自身出现裂缝，或者与桥面板发生脱粘这两种破坏模式，在施工前通过室内试验实现对不同桥面铺装组合抵抗鼓包的能力进行比较，对于指导桥面铺装结构、材料设计与施工具有重要意义。桥面铺装鼓包后出现裂缝病害是由于材料受拉作用过大引起，这就需要测试得到桥面铺装体系在鼓包过程的破坏应变，另外桥面铺装与桥面板脱粘是界面断裂的一种表现形式，应用界面断裂能指标，可以表征铺装材料在鼓包过程抵抗脱粘失效能力。得到以上两个指标依赖于精确测试铺装材料承受荷载与其对应变形力学参数的相互关系，所以提出一套快速测试桥面沥青铺装体系的鼓包过程力学参数的试验装置和方法成为一个亟需解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种桥面沥青铺装鼓包扩散过程力学参数测试装置及方法，依托MTS疲劳试验机，能够精确测试不同类型桥面铺装材料鼓包变形特征参数与施加荷载的关系。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：

一种桥面沥青铺装鼓包扩散过程力学参数测试装置，包括设置在支撑架上的环境箱，环境箱内设置有试件固定架，试件固定架通过输出油管连接至加压油缸，加压油缸连接MTS疲劳试验机，MTS疲劳试验机能够通过加压油缸将液压油压入试件中产生荷载作用；所述环境箱内设置有温湿度传感器和温湿度产生控制器，环境箱顶部设置有能够拍摄试件表面鼓包变形的相机，相机连接至能够处理分析试件表面鼓包变形的MTI-3D结构变形测量系。

所述环境箱的顶板采用透明钢化玻璃，环境箱的底板与支撑架固连，底板的中心开设有输油孔，输油孔连接输出油管，液压油能够通过输油孔进入试件中部的孔内。

所述环境箱上设置有方便取放试件的门。

所述相机位于环境箱顶板的正上方，镜头正对试件。