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层间粘结强度测试方法
关键字: 层间粘结强度测试方法 日期: 2020-8-22 9:27:26 点击 11570 次
层间粘结强度测试方法


JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》----12 其他
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层间粘结强度测试方法 
 
JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》中T0985-2019层间粘结强度测试方法

1 适用范围
  本方法适用于测试和评价封层、粘层、透层及防水层(以下统称粘结层)与沥青混凝土层、水泥混凝土层、桥面板(以下统称结构层)等两种不同材料之间的层间粘结强度,也可以评价结构层-粘结层-结构层的粘结强度。
2 仪具与材料技术要求
2.1 拉拔仪
(1)拉拔仪主机:室内外能按照规定拉伸速度拉伸试件,拉伸时无明显振动和偏心的拉拔仪均可使用。拉伸速率为(25±15)kPa/s。
(2)拉头:用于粘结在测试路面或试件的表面,便于施加拉力;采用不锈钢或黄铜制作,直径一般为100mm±0.1mm,也可根据测试要求选择相应尺寸的拉头。
2.2 扭剪试验仪
(1)扭矩计:一般扭矩计,配备一个扭杆,同时配一个扭矩读盘,显示最大扭矩。扭矩范围为0-50Nm,准确至10Nm。设备应配备插槽,其能够允许安装和移除。
(2)扭剪盘:用于粘结在测试路面或试件的表面,便于安装扭矩计,并施加扭矩;采用低碳钢制作,直径95mm±5mm,厚度14mm±2mm。
2.3 温度计:分辨力0.1℃。
2.4 量尺:钢尺,游标卡尺等。
2.5 秒表:精确到1s。
2.6 粘结剂:将拉头等粘结在测试路面或试件表面,如快凝性环氧树脂等。
2.7 钻芯机:直径为100mm或200mm。
2.8 其他:刮刀等。
3 拉拔试验方法与步骤
3.1 准备工作
(1)试验前,施工的材料应充分的养生。根据现场情况,随机选择测试点,并在现场标注。测试、记录测点表面温度。
(2)当进行结构层-粘结层层间粘结强度试验时,安装拉头、切割环槽如图T0985-1所示。先用游标卡尺测试拉头直径,准确至0.1mm。清理试验点表面,将拉头底部涂布一层粘结剂,并快速粘附在需测试点表面。待粘结剂涂布后应养生、完全固化后,用刀具沿拉头边缘小心切割一个环槽,深度至下卧层顶。图T0985-1结构层-粘结层层间粘结试验时拉头粘结示意图
(3)当进行结构层-粘结层-结构层的层间粘结试验时,钻出环槽、安装拉头如图T0985-2所示。在测点处采用钻芯机钻出一个环槽,内径为(100~102)mm,深度至下卧层表面10mm 以下。清理环槽内碎片,后用游标卡尺实际测量环槽内径,准确至0.1mm。清洗、干燥测点表面后,涂布粘结剂,注意粘结剂不要进入环槽;养生并完全固化后,准备下一步试验。
图T0985-2 结构层-粘结层-结构层的层间粘结试验时拉头粘结示意图
3.2 试验步骤
(1)安装好拉拔仪,开动并进行拉拔测试。拉伸速率为(25±15)kPa/s。当选择其他拉拔速度,则在报告中注明。
(2)试验拉断时,读取最大拉力F作为试验结果。
(3)试验拉断后注意观察断裂面情况,应在报告中详细注明。
(4)每个位置需要测试3个点,每个测点间距不小于500mm,总间距控制在2m内。
4 扭剪试验方法与步骤
4.1 准备工作
(1)进行现场粘结强度试验测试之前,施工完成的表面处治、封层、粘层、透层及防水层等材料应充分的养生。试验之前应先测试层间的温度,并在报告中注明。
(2)根据现场情况,随机选择测试点,并在现场标注。
(3)当粘结层及以上部分的厚度小于15mm时,按图T0985-3所示进行试验准备。按照本方法3.1的(2)步骤进行表面处理,粘结扭剪盘,进行下一步试验。试件表面应水平。
图 T 0985-3 薄层扭剪试验时结构示意图
(4)当粘结层及以上部分的厚度大于15mm 时,按图T 0985-4所示进行试验准备。按照本方法3.1的(3)步骤进行表面处理,粘结扭剪盘,进行下一步试验。
图 T 0985-4 厚层扭剪试验时结构示意图
4.2 试验步骤
(1)当粘结剂形成足够强度后,将扭矩计安装在扭剪盘上。
(2)测量并记录路面温度。
(3)人工匀速推动扭杆,使得扭杆30s±5s内转动90º,同时需要确保扭杆扭剪盘与测试路面表面或试件表面平行(角度小于10º),当试验破坏时记录最大扭矩。
(4)检验破坏断面,详细记录。
(5)每个位置需要测试3 个点,每个测点间距不小于500mm,总间距控制在2m内。
5 数据处理
5.1 每个位置的3个测试值应不超过其平均值的20%,否则该位置的测试结果应舍弃。
5.2 采用实测的最大拉力和实测拉头直径(或环槽内径),按下式(T0985-1)计算拉拔强度:
式中:——拉拔强度,MPa;
F——最大拉力,N;
D——实测拉头直径(或环槽内径),mm。
5.3 采用实测的最大扭矩和扭剪盘直径,按式(T 0985-2)计算扭剪强度:(T 0985-2)
式中:——层间扭剪强度,kPa;
M——扭矩计实测的最大扭矩,Nm;
D——扭剪盘直径,mm。
6 报告
本方法应报告以下技术内容:
(1)测试位置信息(工程名称、现场桩号、材料和结构的情况等)。
(2)拉拔强度或扭剪强度。
(3)破坏断面情况。
 
条文说明
 
  实际路面设计、交工、竣工、养护过程中层间粘结问题比较突出,因层间粘结不良导致的路面损坏问题也比较多,如沥青路面水平推移、车辙及壅包等病害,且已有标准规程对层间粘结测试试验方法做出详细规定,以更好地指导试验检测工作。
  编写过程中参考了prEN 12697-48,AASHTO T323,以及公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南等文献。
  目前国际上层间粘结强度试验方法很多,根据prEN 12697-48,可以分为5 种:
(1)扭剪粘结强度 torque bond test TBT
  适合现场和室内测量粘结强度,主要是评价层间抵抗交通荷载加速或刹车,及不同铺装层之间温度性位移产生的水平应力的能力,如沥青混凝土与微表处,沥青混凝土与混凝土表面等。既可以评价粘结层-结构层粘结强度,也可以评价结构层-粘结层粘结强度。
(2)剪切粘结强度shear bond test SBT
  主要是室内评价方法,一般是评价结构层-粘结层-结构层的剪切强度,通过粘结扩展试模可以评价粘结层-结构层的粘结强度。其主要评价层间抵抗交通荷载加速或刹车,及不同铺装层之间温度性位移产生的水平应力的能力,如沥青混凝土与微表处,沥青混凝土与混凝土表面等。一般评价结构层-粘结层-结构层粘结强度,通过粘结扩展试模,也可以评价粘结层-结构层粘结强度。
(3)拉拔试验-tensile adhesion test
  适合现场和室内测量粘结强度,评价垂直荷载下的拉伸强度,一般评价粘结层-结构层粘结强度,也可以评价结构层-粘结层-结构层的粘结强度。
(4)压缩剪切强度试验-compressed shear bond test
  主要是室内评价方法,同时评价水平和垂直荷载下的层间剪切强度。
(5)重复压缩剪切强度-cyclic compressed shear bond tests
  评价不同温度、荷载频率和荷载应力水平情况下的层间粘结强度,可以评价水平和垂直荷载下的层间剪切强度。
  前3 种是广泛采用的试验方法,后2种目前是科研研究用方法。
  前3 种试验方法中,我国主要是应用第1种拉拔试验方法,而美国主要是应用第2种剪切试验方法,欧洲则主要应用扭剪和剪切试验方法,因为扭剪和剪切试验评价的是层间抗水平应力作,这与实际路面破坏受力形式较为接近;而拉拔试验测试的是垂直荷载,与实际路面破坏受力形式不同,因此只是一个间接的评价方法。
  目前我国现场层间粘结试验主要有拉拔试验,部分采用扭剪试验,特别是桥面铺装应用较多。也有个别单位采用现场剪切强度试验,由于试验方法较为复杂,应用不多,因此本次没有纳入此方法。与我国不同,欧盟采用扭剪切强度试验方法较多,此方法可以代替现场剪切强度试验,而且试验方法简单。至于室内成型试件,或现场钻取试件室内进行层间粘结试验,拟在沥青及沥青混合料试验规程中列出,本规程不再考虑。
 
本文关键词:层间粘结强度测试方法
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