[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

说明书

本发明公开了一种感应加热钢桥面摊铺层温度监控与热铣刨方法。包括以下步骤：制作钢板‑沥青混合料复合结构试件用以模拟钢桥面；对该试件在不同条件下进行感应加热实验并记录实验数据；制作钢板‑沥青混合料复合马歇尔试件；对该试件进行直剪与拉拔实验，并记录实验数据。本发明能够解决现有钢桥面感应加热铣刨控温不佳导致清除效果不佳的问题。

技术领域

本发明涉及沥青路面热铣刨技术领域，具体涉及一种用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法。

背景技术

钢桥面铺装层是钢箱梁桥不可或缺的部分，其起着保护钢桥面板不受腐蚀破坏与承接交通荷载的重要作用，因此极易产生严重的疲劳裂纹和车辙等对交通安全和行车舒适性产生不利影响的病害。因此钢桥面的修复工作势在必行。修复工作首先需要将严重损害的钢桥面铺装层拆卸下来，但是传统的冷铣刨与热铣刨方式由于会损伤钢桥面板所以并不适用于钢桥面铺装层的拆除工作。

感应加热铣刨的方式则可以完全移除损坏的铺装层且不损伤到钢桥面板。感应加热产生交变磁场，磁场进入钢桥面板内产生感应电流，由于焦耳效应，钢板内部迅速产生热量，使防水粘结层的粘接强度减弱，然后就可以轻易完成拆除铺装层的工作。

然而，由于钢箱梁桥结构的完整性，在加热的过程中，难以检测到铺装层与钢桥面板间的层间温度。虽然温度升高会使防水粘结层强度明显降低，但是温度过高会使铺装层底部沥青混合料软化，软化的混合料难以与钢板分离，这样会降低清除效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法，能够解决现有钢桥面感应加热铣刨控温不佳导致清除效果不佳的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

用于确定钢桥面感应加热铣刨最佳温度的实验方法：

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中五个时间间隔相同且超过3分钟的加热时间；选择400A～550A中三个间隔相同且超过40A的输入电流；选择30KHz～80KHz中三个间隔相同且超过15KHz的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℃中间隔相同且超过10℃的温度的四组温度，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。

优选的技术方案，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。

优选的技术方案，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Tave，运用红外测温仪测出上表面平均温度Tave2。