一种新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法

技术领域

本发明属于材料检测技术领域，尤其涉及一种新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法。

背景技术

目前：在沥青路面整治工程中，针对新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法没有统一的标准，包括试验检测方法及检测设备，并且应用在新旧沥青路面联结层进行剪切试验很少，现在剪切试验用的比较多的地方都在水泥混凝土桥面铺装中，而且都是采用直剪的方式，即复合试件进行水平剪切试验，其不能模拟实际沥青路面整治过程中新旧沥青路面联结层实际的工作状态，因为当车辆荷载作用在新的沥青路面上，进而会导致新旧沥青路面联结层产生相对剪切变形，而此时的最大剪应力应该是竖向正应力与水平方向应力的合力，而采用目前比较多的直剪试验则默认剪应力是水平方向，这与实际是相悖的。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前针对沥青路面整治工程中没有新旧路面联结层材料抗剪强度的评定标准，导致室内试验无法指导现场施工。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法。

本发明是这样实现的，一种新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法，所述新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法包括以下步骤：

步骤一，在旧路面进行路面材料的取样：对旧路面干燥区域进行清理，清除路面表面附着的杂质，对钻孔机的钻孔的孔径以及钻孔的深度进行设定，将钻孔机垂直放置于清理后的路面上方，进行路面的钻孔，得到圆柱形旧路面材料；

步骤二，对获取的旧路面材料进行预处理：对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料，得到切割后的旧路面材料；使用打磨机对切割后的旧路面材料进行固定，并对切割后的旧路面材料的表面进行打磨，得到表面平整的圆柱形材料，即旧路面材料样本；

所述对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料包括：

(2.1)将获取的旧路面材料的两个圆形面进行标记，分别标记为旧路面表面与旧路面底面；

(.2)在圆柱形旧路面材料侧面自上而下5～10mm处选择一个标记点，沿圆柱形旧路面材料的侧面进行标记点的延伸得到标记线；

(2.3)将标记为旧路面底面的一面放置在切割机底部并对旧路面材料进行固定；

(2.4)开启切割机沿标记线进行切割，除去旧路面表面材料；

步骤三，进行新旧路面联结层材料的制备并将新旧路面联结层材料与旧路面材料样本结合：使用石油沥青与集料进行新旧路面联结层材料的制备，得到新旧路面联结层；将旧路面材料样本的圆形面朝下放置于车辙板中，在旧路面材料样本的上方进行新旧路面联结层的覆盖，得到新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本；

步骤四，进行新旧路面联结层复合试件的制备：将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型，对成型产物进行养护，得到新旧路面联结层复合试件；

所述将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型包括：

(4.1)基于确定的最佳碾压参数，将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本加热至135-155℃，并使用碾锤进行3～5次碾压，得到碾压件；

(4.2)将碾压件进行5～8h养护；设定成型的尺寸，对养护后的碾压件进行成型；

步骤五，进行沥青混合料材料性能试验机的调整：将新旧路面联结层复合试件置于斜剪试模上，调节复合试件高度，使新旧路面复合试件的层间高于斜剪试模，调整斜剪试模倾斜角度，盖上压头，调整压头使其与斜剪试模平行，完成对沥青混合料材料性能试验机的调整；

步骤六，进行新旧路面联结层材料的抗剪性能的检测：开启沥青混合料材料性能试验机，设置运行速度为50mm/min，直至新旧路面联结层复合试件被破坏，记录新旧路面联结层复合试件破坏时最大荷载，计算新旧路面联结层复合试件的极限荷载破坏算术平均值，得到新旧路面联结层材料的抗剪性能的检测结果。

进一步，步骤一中，所述圆柱形旧路面材料的直径为30～55mm、高为10～20mm。

进一步，步骤三中，所述新旧路面联结层包括：由沥青材料制成的基层；所述基层的上表面均匀覆盖有半柔性联结层，所述半柔性联结层的上表面设置有沥青磨耗层。

进一步，所述半柔性联结层的厚度为5～6mm，所述沥青磨耗层的厚度为2～3mm。

进一步，步骤三中，所述新旧路面联结层的制备方法为：

(1)选择AC-16F沥青混合料作为沥青材料，将沥青材料作为基层材料；

(2)对石灰岩进行粉碎、过筛，得到粒径为4～6mm的石灰岩粉末；

(3)使用石灰岩粉末进行半柔性联结层的制备，将半柔性联结层覆盖在集成材料上；

(4)使用沥青材料与矿粉的混合料进行沥青磨耗层的制备，将制备的沥青磨耗层覆盖在半柔性联结层上，得到新旧路面联结层。

进一步，所述AC-16F沥青混合料、石灰岩、矿粉的混合比例为2-3：1-2：5-7。

进一步，所述将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用碾锤进行3～5次碾压，得到碾压件之前还需进行：

将旧路面材料试模固定于试模放置板上，试模放置板移动至击实头正下方，使击实头能够落入旧路面材料试模内，然后将试模放置板固定；将拌制好的旧路面材料样本均匀地铺入旧路面材料试模内，使旧路面材料试模内的旧路面材料样本中部高于四周，然后开启驱动电机将带动击实头对旧路面材料试模内的旧路面材料样本进行压实，完成预设压实次数；将完成压实后的旧路面材料试模通过试模放置板移动至碾压装置下端进行碾压试验，确定最佳碾压参数。

进一步，步骤四中，所述对成型产物进行养护包括：将成型产物置于干燥箱内，设定温度为35～40℃进行成型产物的养护。

进一步，步骤五中，所述斜剪试模倾斜角度为45°。

进一步，步骤六中，所述新旧路面联结层复合试件被破坏包括：新旧路面联结层复合试件表面出现裂痕或是新旧路面联结层复合试件破碎。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法采用道路石油沥青和石灰岩的混合料作为新旧沥青路面的联结层，能有效提高新旧沥青路面之间的粘结性能，增加抗剪切强度。本发明在进行路面施工前，先取芯样进行试样，在室内模拟现场路面整治，能够优先确定较佳的施工方案，使整治后的新路面满足使用需求，保证了施工质量，避免反复施工，可以进行路面施工的指导。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法流程图。

图2是本发明实施例提供的对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料流程图。

图3是本发明实施例提供的新旧路面联结层的制备方法流程图。

图4是本发明实施例提供的将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型流程图。

图5是本发明实施例提供的标记后的圆柱形旧路面材料示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的新旧路面联结层材料的抗剪性能检测方法包括以下步骤：

S101，在旧路面进行路面材料的取样：对旧路面干燥区域进行清理，清除路面表面附着的杂质，对钻孔机的钻孔的孔径以及钻孔的深度进行设定，将钻孔机垂直放置于清理后的路面上方，进行路面的钻孔，得到圆柱形旧路面材料；

S102，对获取的旧路面材料进行预处理：对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料，得到切割后的旧路面材料；使用打磨机对切割后的旧路面材料进行固定，并对切割后的旧路面材料的表面进行打磨，得到表面平整的圆柱形材料，即旧路面材料样本；

S103，进行新旧路面联结层材料的制备并将新旧路面联结层材料与旧路面材料样本结合：使用石油沥青与集料进行新旧路面联结层材料的制备，得到新旧路面联结层；将旧路面材料样本的圆形面朝下放置于车辙板中，在旧路面材料样本的上方进行新旧路面联结层的覆盖，得到新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本；

S104，进行新旧路面联结层复合试件的制备：将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型，对成型产物进行养护，得到新旧路面联结层复合试件；

S105，进行沥青混合料材料性能试验机的调整：将新旧路面联结层复合试件置于斜剪试模上，调节复合试件高度，使新旧路面复合试件的层间高于斜剪试模，调整斜剪试模倾斜角度，盖上压头，调整压头使其与斜剪试模平行，完成对沥青混合料材料性能试验机的调整；

S106，进行新旧路面联结层材料的抗剪性能的检测：开启沥青混合料材料性能试验机，设置运行速度为50mm/min，直至新旧路面联结层复合试件被破坏，记录新旧路面联结层复合试件破坏时最大荷载，计算新旧路面联结层复合试件的极限荷载破坏算术平均值，得到新旧路面联结层材料的抗剪性能的检测结果。

步骤S101中，本发明实施例提供的圆柱形旧路面材料的直径为30～55mm、高为10～20mm。

如图2所示，步骤S102中，本发明实施例提供的对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料，包括：

S201，将获取的旧路面材料的两个圆形面进行标记，分别标记为旧路面表面与旧路面底面；

S202，在圆柱形旧路面材料侧面自上而下5～10mm处选择一个标记点，沿圆柱形旧路面材料的侧面进行标记点的延伸得到标记线；

S203，将标记为旧路面底面的一面放置在切割机底部并对旧路面材料进行固定；

S204，开启切割机沿标记线进行切割，除去旧路面表面材料。

步骤S103中，本发明实施例提供的新旧路面联结层，包括：由沥青材料制成的基层；所述基层的上表面均匀覆盖有半柔性联结层，所述半柔性联结层的上表面设置有沥青磨耗层。

本发明实施例提供的半柔性联结层的厚度为5～6mm，所述沥青磨耗层的厚度为2～3mm。

如图3所示，步骤S103中，本发明实施例提供的新旧路面联结层的制备方法为：

S301，选择AC-16F沥青混合料作为沥青材料，将沥青材料作为基层材料；

S302，对石灰岩进行粉碎、过筛，得到粒径为4～6mm的石灰岩粉末；

S303，使用石灰岩粉末进行半柔性联结层的制备，将半柔性联结层覆盖在集成材料上；

S304，使用沥青材料与矿粉的混合料进行沥青磨耗层的制备，将制备的沥青磨耗层覆盖在半柔性联结层上，得到新旧路面联结层。

本发明实施例提供的AC-16F沥青混合料、石灰岩、矿粉的混合比例为2-3：1-2：5-7。

如图4所示，步骤S104中，本发明实施例提供的将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型，包括：

S401，基于确定的最佳碾压参数，将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本加热至135-155℃，并使用碾锤进行3～5次碾压，得到碾压件；

S402，将碾压件进行5～8h养护；

S403，设定成型的尺寸，对养护后的碾压件进行成型。

本发明实施例提供的将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用碾锤进行3～5次碾压，得到碾压件之前还需进行：

将旧路面材料试模固定于试模放置板上，试模放置板移动至击实头正下方，使击实头能够落入旧路面材料试模内，然后将试模放置板固定；将拌制好的旧路面材料样本均匀地铺入旧路面材料试模内，使旧路面材料试模内的旧路面材料样本中部高于四周，然后开启驱动电机将带动击实头对旧路面材料试模内的旧路面材料样本进行压实，完成预设压实次数；将完成压实后的旧路面材料试模通过试模放置板移动至碾压装置下端进行碾压试验，确定最佳碾压参数。

步骤S104中，本发明实施例提供的对成型产物进行养护，包括：将成型产物置于干燥箱内，设定温度为35～40℃进行成型产物的养护。

步骤S105中，本发明实施例提供的斜剪试模倾斜角度为45°。

步骤S106中，本发明实施例提供的新旧路面联结层复合试件被破坏，包括：新旧路面联结层复合试件表面出现裂痕或是新旧路面联结层复合试件破碎。

实施例1：

对旧路面干燥区域进行清理，清除路面表面附着的杂质，对钻孔机的钻孔的孔径以及钻孔的深度进行设定，将钻孔机垂直放置于清理后的路面上方，进行路面的钻孔，得到圆柱形旧路面材料；

对旧路面材料进行切割，除去旧路面表面材料，得到切割后的旧路面材料；使用打磨机对切割后的旧路面材料进行固定，并对切割后的旧路面材料的表面进行打磨，得到表面平整的圆柱形材料，即旧路面材料样本；使用石油沥青与集料进行新旧路面联结层材料的制备，得到新旧路面联结层；将旧路面材料样本的圆形面朝下放置于车辙板中，在旧路面材料样本的上方进行新旧路面联结层的覆盖，得到新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本；

将放置在车辙板上的新旧路面联结层覆盖的旧路面材料样本使用车辙成型仪进行成型，对成型产物进行养护，得到新旧路面联结层复合试件；

将新旧路面联结层复合试件置于斜剪试模上，调节复合试件高度，使新旧路面复合试件的层间高于斜剪试模，调整斜剪试模倾斜角度，盖上压头，调整压头使其与斜剪试模平行，完成对沥青混合料材料性能试验机的调整；开启沥青混合料材料性能试验机，设置运行速度为50mm/min，直至新旧路面联结层复合试件被破坏，记录新旧路面联结层复合试件破坏时最大荷载，计算新旧路面联结层复合试件的极限荷载破坏算术平均值，得到新旧路面联结层材料的抗剪性能的检测结果。

实施例2：

将获取的旧路面材料的两个圆形面进行标记，分别标记为旧路面表面与旧路面底面；在圆柱形旧路面材料侧面自上而下5mm处选择一个标记点，沿圆柱形旧路面材料的侧面进行标记点的延伸得到标记线，标记后的圆柱形旧路面材料如图5所示；将标记为旧路面底面的一面放置在切割机底部并对旧路面材料进行固定；开启切割机沿标记线进行切割，除去旧路面表面材料。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。