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专利名称：道路结构抗剪强度测试方法
技术领域：
本发明属于测试领域，涉及一种道路结构抗剪强度测试方法，尤其是一种使用测 试仪器的道路结构抗剪强度测试方法.
背景技术：
一般的路面破坏行为有剪切破坏、拉伸破坏和扭转破坏三种。通常的层间试验均 是基于这三种基本的破坏行为而设计的。国内外对与道路层间性能的试验仪器有多种，有 些仪器精度太低，有些在试验操作上不太方便，还有些因为价格昂贵无法得到普及，本仪器 总结同类型产品的优缺点，能够满足大多数同领域的试验内容，操作简单易行，其试模尺寸 能够满足大多数道路用试件，且价格上具有很大优势。佛罗里达州公路运输部于2003年开发了一种评估粘结层强度的测试方法，试验 使用了标准马歇尔稳定度试验机，作为对该仪器的二次开发，试验对稳定度试验仪作出了 一些改进，增大了抗剪切面积，以减小试验数据的不稳定性。试验过程中存在剪涨变形作用。扭矩粘结试验最初为瑞典发明的一种用来测试现场层间粘结强度的方法，它将压 板与粘层紧密接触，并施加一定时间的荷载作用，在通过拉拔试验来评价粘结层的粘结效^ ο法国J Rosier与荷兰Delf大学自行开发设计了模拟剪切型破坏的疲劳试验机， 可以模拟路面拉裂和剪裂的联合作用。西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚科技大学提出了一种LCB剪切试验机，在建成的路 面，以及实验室制作试模中分别取芯，通过对试件的剪切试验比较二者的抗剪效应。美国SHRP公路计划开发的测定路面夹层抗剪性能和抗疲劳性能的试验机，该仪 器可以使用不同高度的试件，可以同时测量试件上下表明的应变，具有较高的测试精度，并 能实现较高频率的横向加载。长安大学研制的“DLG-A”剪切试验仪，剪切时将试件轴向同竖直方向成45°角， 在竖向进行加载，观察试件层间破坏状况。这样在施加一个荷载力的情况下就可以使试件 同时受到水平和竖直方向上的作用力，能测得剪切过程中的最大荷载。目前现有的层间试验方法多采用试件破坏时的抗剪强度作为评价指标，这样忽略 了剪切过程中，层间接触状态已经发生变化，同时由于仪器的限制，破坏时的抗剪强度也并 非能反映真实的路面受力情况。

发明内容
本发明的方法是以GF多功能层间力测试仪为平台，在现有试验方法的基础上，提 出了新的试验参数和相关的评价指标，本试验方法可以用来评价大多数路面结构的层间抗 剪性能，既可以用于室内新制试件，也可以用于不同使用期限的现场钻芯试件。本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种道路结构抗剪强度测试方法，包括下 述步骤(1)根据实际路面结构成型试件；(2)根据现场气候条件确定试验温度；(3)根据接触面深度确定竖向加载值；(4)设定试验参数进行剪切试验；(5)根据试验曲线评价层间抗剪性能。所述试件是直径150mm的圆柱体，通过击实、旋转压实和钻芯取样的方法得到，上 下层结构的厚度均为6cm。所述试验温度是常温试验温度和高温试验温度，其中常温试验温度为23_27°C，高 温试验温度为43-57°C。所述剪切试验中的剪切速率为l-1.4mm/min本发明的方法是以GF多功能层间力测试仪为平台，在现有试验方法的基础上，提 出了新的试验参数和相关的评价指标，本试验方法可以用来评价大多数路面结构的层间抗 剪性能，既可以用于室内新制试件，也可以用于不同使用期限的现场钻芯试件。


图1为本发明的测试方法示意图；图2为本发明的荷载中心下方不同深度处压应力值示意图；图3为本发明的粘层剪切试验荷载_变形曲线图；图4为GF多功能道路层间力试验机外部构造示意图；图5为剪切过程示意图。其中1为调节竖向液压缸高度的立柱；2为竖向荷载液压缸；3为水平荷载的液 压缸；4为电热设备；5为温控仪表；6为竖向液压缸配套控制系统；7为水平液压缸配套的 控制系统；8为微机伺服控制系统；9为液压源。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述参见图1，一种道路结构抗剪强度测试方法，包括下述步骤(1)根据实际路面结构成型试件；(2)根据现场气候条件确定试验温度；(3)根据接触面深度确定竖向加载值；(4)设定试验参数进行剪切试验；(5)根据试验曲线评价层间抗剪性能。所述试件是直径150mm的圆柱体，通过击实、旋转压实和钻芯取样的方法得到，上 下层结构的厚度为4-8cm。所述试验温度是常温试验温度和高温试验温度，其中常温试验温度为23_27°C，高 温试验温度为43-57°C。所述剪切试验中的剪切速率为l-1.4mm/min本仪器可实现的主要试验项目包括直剪试验、拉拔试验、疲劳试验等。动力源为计算机液压伺服系统控制，具有较高的精确度，各个参数通过操作软件输入，自动生成试验 报告，配套模具在使用过程中也相当方便，能够适用于多种尺寸、多种方式成型的试件，满 足不同客户群体的要求。仪器的主体部分如图4所示 ，包括可以调节温度的环境箱，分别产生水平荷载和 竖向荷载的液压伺服动力系统，电信号处理设备，计算机数据处理软件，以及适用于不同试 验的多种模具；所述环境箱上部设置有竖向液压缸，可控制竖向传力杆作上下往返运动； 所述环境箱外侧面设置有水平液压缸，可控制水平传力杆作水平往返运动。 试验温度试验温度是浙青混合料设计中的重要因素，层间粘结的性能很大程度 上取决于温度的高低，为了简化试验过程，根据现有的试验数据，可以将试验温度定为25°C 和45°C，分别作为常温和高温下的代表温度。在高温季节里，路面实际温度会达到50°C以上。为了能够准确评价一些极限条件 下路面结构抗剪性能，必须使得模拟试验温度最大程度的符合现场实际情况。美国战略公 路研究项目SHRP为计算一年中最热的7d高温平均值，建立了以下热平衡式
权利要求
1.一种道路结构抗剪强度测试方法，其特征在于，包括下述步骤(1)根据实际路面结构成型试件；(2)根据现场气候条件确定试验温度；(3)根据接触面深度确定竖向加载值；(4)设定试验参数进行剪切试验；(5)根据试验曲线评价层间抗剪性能。
2.如权利要求1所述一种道路结构抗剪强度测试方法，其特征在于所述试件是直径 150mm的圆柱体，上下两层的厚度均为6cm，通过击实、旋转压实、静压、钻芯取样的方法成 型PCC+AC结构、AC+AC结构以及CTB+AC结构，其中CTB+AC结构需通过静压法成型。
3.如权利要求1所述一种道路结构抗剪强度测试方法，其特征在于所述试验温度是 常温试验温度和高温试验温度，其中常温试验温度为23-27°C，高温试验温度为43-57°C ；并 根据各地区的气候以及路面结构情况，使用相关公式计算得到所需的试验温度。
4.如权利要求1所述一种道路结构抗剪强度测试方法，其特征在于所述剪切试验中 的剪切速率为1-1. 4mm/min。
5.如权利要求1所述一种道路结构抗剪强度测试方法，其特征在于运用多功能层间 力测试仪在计算机上直接得到荷载-时间、荷载-变形曲线，在评价试验结果时，应考虑 以下三点(1)结构破坏时的最大抗剪强度，该值越大，说明层间的抗剪性能越好；(2)荷 载-变形曲线的斜率，该斜率越大，说明结构的抗剪性能越好；C3)试件发生破坏时的最大 变形，该变形值越大，说明道路结构在剪切作用下的自我恢复能力越好。
全文摘要
本发明公开了一种道路结构抗剪强度测试方法，包括(1)根据实际路面结构成型试件；(2)根据现场气候条件确定试验温度；(3)根据接触面深度确定竖向加载值；(4)设定试验参数进行剪切试验；(5)根据试验曲线评价层间抗剪性能。本发明的方法是以GF多功能层间力测试仪为平台，在现有试验方法的基础上，提出了新的试验参数和相关的评价指标，本试验方法可以用来评价水稳碎石与沥青混合料、沥青混合料下面层与上面层、桥面铺装等大多数道路结构的层间抗剪性能，既可以用于室内新制试件，也可以用于不同使用年限的现场钻芯试件，试件成型方法包括旋转压实法、车辙板钻芯取样、击实法等多种方式。
文档编号G01N19/04GK102095682SQ201110009529
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者冯超, 孙培, 安清, 李新贺, 林楠, 胥亮, 郭锋, 郭阳成, 陈华鑫, 陈燕娟 申请人:长安大学