[发明专利]用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法

权利要求书

1.用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：

S1：根据钢桥面沥青混合料铺装设计的厚度与材料设计的目标配合比，采用轮碾法成型钢板-沥青混合料复合结构试件，模拟钢桥面结构，用于感应加热实验；

S2：实验中试件放置于绝缘板上，放置于感应加热设备的线圈正下方，利用光纤测温仪记录试件的层间温度分布；选择2min～20min中时间n组加热时间；选择400A～550A中n组输入电流；选择30KHz～80KHz中n组输入频率进行加热实验，每种方案进行三次重复测试；

S3：根据钢桥面铺装材料设计时的目标配合比，基于马歇尔设计方法制得钢板-沥青混合料复合结构圆柱试件，用于感应加热后的直剪与拉拔实验；

S4：感应加热钢板-沥青混合料复合结构圆柱试件，层间温度分别到达室温25℃以及85℃～140℃中间隔相同n组温度，在25℃环境下，剪切仪以水平位移速率10mm/min进行直剪实验，拉拔仪以垂直位移速率为10mm/min进行拉拔实验，每组实验有三个重复试样组成。

2.根据权利要求1所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：在步骤S1中，用轮碾法制作钢板-沥青混合料复合结构试件包括选择30cm×30cm×1cm尺寸的钢板进行喷砂处理，涂厚度为70μm的环氧富锌底漆，然后把钢板安装在车辙板模具中，将135℃高粘改性沥青涂于表面，形成厚度为3mm的防水粘结层，将与钢桥面铺装层配合比一致的沥青混合料倒入模具，碾压24次，形成下层沥青混合料，厚度与钢桥面铺装层下层厚度相同，冷却24小时，再在模具中倒入相同沥青混合料，碾压24次，厚度与钢桥面铺装层上层一致，冷却24小时，形成上层沥青混合料，得到钢板-沥青混合料复合结构试件。

3.根据权利要求1所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：在步骤S2中，用光纤测温仪记录试件在不同工况下的层间温度场分布，测温点为钢板表面中心位置与四边中点位置，中心位置需打孔放入光纤测温，每隔固定时间t₀记录光纤测温仪数据，计算出下表面平均温度T_ave，运用红外测温仪测出上表面平均温度T_ave2。

4.根据权利要求1所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：在步骤S3中基于马歇尔设计法制作圆柱试件，将尺寸为10mm×101.6mm的钢板安装在制作马歇尔试件模具中，表面涂抹3mm厚度的高粘度改性沥青作为防水粘结层，然后将与钢桥面铺装层配合比一致的沥青混合料倒入模具中，最后基于马歇尔设计法制得钢板-沥青混合料复合结构圆柱试件。

5.根据权利要求1所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：在步骤S4中，直剪实验记录下每组温度对应的最大剪切荷载Q_max(N)，拉拔实验记录下每组温度对应的最大拉伸荷载F_max(N)，效剪切面积为A(mm²)，马歇尔试件截面面积为S(mm²)，则每组温度对应的抗剪强度τ(MPa)与抗拉强度g(MPa)由公式τ＝Q/A和g＝F/S得出。

6.根据权利要求1所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：实验过程中记录下每隔固定时间t₀下表面平均温度T_ave1以及上表面的平均温度T_ave2，用导热系数仪测出沥青混合料的导热系数λ，传热面积为试件上表面面积A，传热厚度为试件沥青混合料厚度b，通过平壁热传导理论与傅里叶公式可计算出每次所测上下表面温度时所对应的传热速率Q，通过回归分析，建立起传热速率Q与时间t之间的函数关系Q(t)，在实际施工中，通过监测上表面温度T₂，通过加热的时间t与函数关系Q(t)，求得该时刻的传热速率Q，可求得下表面温度T₁。

7.根据权利要求5所述的用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，其特征在于：每组实验结果中抗剪强度τ与抗拉强度g越小，且剪切、拉拔试验后，钢板表面沥青残留最少，则该组实验对应的温度为最佳铣刨温度，由步骤S2感应加热实验的结果，可得到该温度所对应的各种加热工况，综合实验结果，可以得出钢桥面感应加热至最佳铣刨效果的层间温度时的实际工况。