CN105758732B - 一种冷再生现场芯样强度试验方法 - Google Patents

一种冷再生现场芯样强度试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冷再生现场芯样强度试验方法，所述试验方法包括：探测被钻取制品，选择取芯样的位置；取芯样：安装钻芯机，固定钻芯机，使得钻芯机主轴应与被钻取制品的外表面切线相垂直，进行钻取芯样；切割芯样：将芯样固定，采用锯切机将芯样锯切成所需规格；芯样端面磨平处理：将芯样固定并保持芯样端面平整，采用单面磨平机对锯切后芯样的端面进行磨平处理；芯样强度评价试验：将端面磨平处理后的圆柱体芯样分成两组，进行处理后，进行劈裂实验和稳定度实验。本发明通过对芯样进行处理后，再进行强度评价试验，便于对施工质量与设计的符合性进行检验，有利于控制路面的施工质量，提高了路面施工的合格率。

Description

一种冷再生现场芯样强度试验方法
技术领域
本发明属于冷再生现场施工领域，更具体地说，本发明涉及一种冷再生现场芯样强度试验方法。
背景技术
冷再生技术是在常温下使用冷再生专用机械连续完成铣刨和破碎包括面层和部分基层在内的旧路面结构层、添加再生材料、拌和、摊铺、碾压等作业过程.重新形成具有一定承载能力的结构层的一种工艺。
如何获得符合工程设计要求的芯样强度，以保证路基施工质量，是施工单位应该重视的问题，然而，现有技术的冷再生现场芯样强度试验方法不能全面反映路面施工质量，以及施工后的路面与设计要求的符合性，难以对沥青路面施工质量进行全面的评价。
发明内容
本发明的发明人已经发现，目前冷再生现场芯样强度试验方法不能全面反映路面施工质量，以及施工后的路面与设计要求的符合性，难以对沥青路面施工质量进行全面的评价。基于这种发现，完成了本发明。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种冷再生现场芯样强度试验方法，所述试验方法包括：
步骤一、选择取芯样的位置：探测被钻取制品中破损位置和钢筋的位置情况，选择无破损和钢筋的位置进行取芯样，并且取芯样的位置离被钻取制品的两端距离为2.0～2.5m，相邻芯样的间距为1.5～2.0m；
步骤二、取芯样：安装钻芯机，固定钻芯机，使得钻芯机主轴应与被钻取制品的外表面切线相垂直，进行钻取芯样，钻取6个圆柱体芯样，其中，钻取的芯样直径为120～150mm，钻取速度为2.5～3.5mm/min，钻取芯样时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水的压力为0.2～0.5Mpa，冷却水的流量为5～10L/min；
步骤三、切割芯样：将芯样固定，用水冷却芯样与锯切机的锯片，采用锯切机将芯样锯切成所需规格，且锯切过程中保持锯切平面垂直芯样轴线；
步骤四、芯样端面磨平处理：将芯样固定并保持芯样端面平整，采用单面磨平机对锯切后芯样的端面进行磨平处理，且磨平过程中保持芯样端面与芯样轴线相垂直；
步骤五、芯样强度评价试验：将端面磨平处理后的圆柱体芯样分成两组，每组3个，将第一组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样分别加热到40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板；将第二组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入80℃的恒温干燥箱中恒温干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样降温至40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板。
优选的是，其中，步骤一中的所述选择取芯样的位置步骤还包括：
若被钻取制品中均含有钢筋，则选择不含有与芯样轴线平行的纵向钢筋，且钻取的位置最多含有两根直径小于8mm的钢筋的位置作为进行钻取芯样的位置。
优选的是，其中，所述步骤五中，第一组芯样中两个芯样分别加热到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：升温至30℃，升温速度为2℃/min；第二阶段：升温至40℃，升温速度为2.5℃/min；第三阶段：升温至50℃，升温速度为1.25℃/min；第四阶段：升温至60℃，升温速度为1℃/min。
优选的是，其中，所述步骤五中，第二组芯样中两个芯样分别降温到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：降温至70℃，降温速度为1℃/min；第二阶段：降温至60℃，升温速度为1.25℃/min；第三阶段：降温至50℃，降温速度为2℃/min；第四阶段：降温至40℃，升温速度为2.5℃/min。
优选的是，其中，在所述步骤四中，芯样端面磨平处理步骤还包括：选择与芯样厚度差为10～20mm，直径差为30～50mm的平板玻璃为基准平板，对芯样端面进行补平处理，其中，补平处理选择的补平剂为水泥净浆、硫磺胶泥或者环氧胶泥，采用水泥净浆补平的厚度为1～2mm，采用硫磺胶泥补平的厚度为0.5～1mm，采用环氧胶泥补平的厚度为1～1.5mm。
优选的是，其中，补平处理后还包括步骤：将补平后的芯样进行养护，其中，养护的温度为60～80℃，养护时间为24～48h。
优选的是，其中，在所述步骤五中、用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验之前还包括步骤：在芯样两旁各放置一块与芯样等高的支撑垫板，在芯样和支撑垫板上面放置用于支撑稳定度测量的自动马歇尔试验仪的垫块。
本发明至少包括以下有益效果：
1、通过选择无破损和钢筋的位置进行取芯样，并且取芯样的位置离被钻取制品的两端距离为2.0～2.5m，相邻芯样的间距为1.5～2.0m，确保取芯的完整性以及保持被钻取制品的强度，选择距离两端一定的距离，避免边缘混凝土应力复杂，保证了芯样的各部位的均一应力；
2、安装钻芯机，使其主轴与被钻取制品的外表面切线相垂直，减小偏差，使得芯样的强度不会受到大的影响；
3、通过控制钻取芯样的直径、钻取速度、钻取过程中冷却水的压力和冷却水的流量，避免取芯过程中对混凝土造成局部损伤，进而严重影响芯样的芯样的完整性和原有强度；
4、通过芯样端面的磨平处理，保证端面平整度，减小平整度误差对芯样强度的影响，避免端面不平，向上凸起或者向下凹陷使得应力集中，严重影响芯样的强度；
5、芯样强度评价试验中，通过对芯样的低温处理后进行劈裂实验和稳定度实验，与未进行低温处理的芯样的两种实验对比，对芯样的低温抗裂性能差异性进行了充分的评价，对芯样强度评价更全面，全面反映了路面施工质量以及与路面设计的相符性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的冷再生现场芯样强度试验方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1示出了本发明的一种冷再生现场芯样强度试验方法，所述试验方法包括：
步骤一、选择取芯样的位置：探测被钻取制品中破损位置和钢筋的位置情况，选择无破损和钢筋的位置进行取芯样，并且取芯样的位置离被钻取制品的两端距离为2.0～2.5m，相邻芯样的间距为1.5～2.0m；确保取芯的完整性以及保持被钻取制品的强度，选择距离两端一定的距离，避免边缘混凝土应力复杂，保证了芯样的各部位的均一应力；
其中，选择取芯样的位置可以选择使用磁感仪进行测定，准确测出钢筋、预埋件或者电线等物品的位置；
步骤二、取芯样：安装钻芯机，固定钻芯机，使得钻芯机主轴应与被钻取制品的外表面切线相垂直，进行钻取芯样，钻取6个圆柱体芯样，其中，钻取的芯样直径为120～150mm，钻取速度为2.5～3.5mm/min，钻取芯样时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水的压力为0.2～0.5Mpa，冷却水的流量为5～10L/min；保证端面与芯样轴线之间的垂直度，减小对芯样强度的降低误差，通过控制钻取芯样的直径、钻取速度、钻取过程中冷却水的压力和冷却水的流量，避免取芯过程中对混凝土造成局部损伤，进而严重影响芯样的芯样的完整性和原有强度，为了更好地冷却钻头和冲洗钻孔过程中产生的碎屑，不断供给压力为0.2～0.5Mpa，流量为5～10L/min的冷却水，钻芯机必须通上述参数的冷却水才能达到冷却钻头和排出混凝土碎屑的目的，在高温下会使金刚石钻头烧毁，混凝土碎屑不能及时排出不仅加速钻头的磨损，会严重影响进钻速度和芯样表面质量；
其中，钻芯机可以根据芯样材料的不同选择不同型号的钻芯机，例如，选择轻便型的钻芯机钻取混凝土内部缺陷取样，也可进行其他非金属材料的钻芯，轻型的钻芯机以钻取混凝土芯样为主，重型和超重型钻芯机主要用于大型建筑物的钻芯工作，钻芯机安装的稳定性和垂直性是保证钻芯工作顺利进行的首要条件。
步骤三、切割芯样：将芯样固定，用水冷却芯样与锯切机的锯片，采用锯切机将芯样锯切成所需规格，且锯切过程中保持锯切平面垂直芯样轴线；
其中，锯切机安装有金刚石圆锯片，其可以切割石材、耐火材料、玻璃、陶瓷、石膏板、混凝土等多种非金属材料，加工效率高、质量好，能耗少一级成本低的优点，以切割具有一定强度的混凝土，保证芯样的原有强度与完整性。锯切方法有两种：一种是圆锯片不移动，移动固定芯样的工作台，另一种是圆锯片平行移动，工作台不移动；
步骤四、芯样端面磨平处理：将芯样固定并保持芯样端面平整，采用单面磨平机对锯切后芯样的端面进行磨平处理，且磨平过程中保持芯样端面与芯样轴线相垂直；通过此操作，保证端面平整度，减小平整度误差对芯样强度的影响，避免端面不平，向上凸起或者向下凹陷使得应力集中，严重影响芯样的强度；
步骤五、芯样强度评价试验：将端面磨平处理后的圆柱体芯样分成两组，每组3个，将第一组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样分别加热到40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板；将第二组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入80℃的恒温干燥箱中恒温干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样降温至40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板。
通过对芯样的低温处理后进行劈裂实验和稳定度实验，与未进行低温处理的芯样的两种实验对比，对芯样的低温抗裂性能差异性进行了充分的评价，对芯样强度评价更全面，全面反映了路面施工质量以及与路面设计的相符性。其中，使得15℃劈裂强度不小于0.7MPa，40℃稳定度与60℃稳定度不小于8.0Mpa。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：步骤一中的所述选择取芯样的位置步骤还包括：
若被钻取制品中均含有钢筋，则选择不含有与芯样轴线平行的纵向钢筋，且钻取的位置最多含有两根直径小于8mm的钢筋的位置作为进行钻取芯样的位置，以为了确保取芯的完整性和保持被钻取制品的强度。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：所述步骤五中，第一组芯样中两个芯样分别加热到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：升温至30℃，升温速度为2℃/min；第二阶段：升温至40℃，升温速度为2.5℃/min；第三阶段：升温至50℃，升温速度为1.25℃/min；第四阶段：升温至60℃，升温速度为1℃/min。采用梯度的升温方式，有助于保持和改善芯样的强度以及其他性能，进一步有助于后期芯样的储存和使用。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：所述步骤五中，第二组芯样中两个芯样分别降温到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：降温至70℃，降温速度为1℃/min；第二阶段：降温至60℃，升温速度为1.25℃/min；第三阶段：降温至50℃，降温速度为2℃/min；第四阶段：降温至40℃，升温速度为2.5℃/min。采用梯度降温的方式，避免瞬间降温造成芯样的微裂，严重影响芯样相比于原来被钻取制品的强度，保持了芯样的完整性和强度。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：在所述步骤四中，芯样端面磨平处理步骤还包括：选择与芯样厚度差为10～20mm，直径差为30～50mm的平板玻璃为基准平板，对芯样端面进行补平处理，其中，补平处理选择的补平剂为水泥净浆、硫磺胶泥或者环氧胶泥，采用水泥净浆补平的厚度为1～2mm，采用硫磺胶泥补平的厚度为0.5～1mm，采用环氧胶泥补平的厚度为1～1.5mm。其中，为了保证修补后的端面的强度，补平所用的水泥净浆以及其他混凝土应比原设计提高一个强度等级，同时，补平后的芯样的高度与直径的比值仍应保持在1.0-1.2，而且，修补后还需要进行养护处理。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：补平处理后还包括步骤：将补平后的芯样进行养护，其中，养护的温度为60～80℃，养护时间为24～48h。通过养护处理，使得补平后的部位与原来芯样整体部位很好的融为一体，保证了芯样的完整性和原有强度，同时，也避免了芯样在运输和储存中被损坏。
上述方案中的冷再生现场芯样强度试验方法的一种实现方式为：在所述步骤五中、用0.03～0.06Mpa的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验之前还包括步骤：在芯样两旁各放置一块与芯样等高的支撑垫板，在芯样和支撑垫板上面放置用于支撑稳定度测量的自动马歇尔试验仪的垫块。保证了芯样的稳定性，减少了对劈裂实验和稳定度实验的误差影响。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的冷再生现场芯样强度试验方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
如上所述，根据本发明，通过选择无破损和钢筋的位置进行取芯样，并且取芯样的位置离被钻取制品的两端距离为2.0～2.5m，相邻芯样的间距为1.5～2.0m，确保取芯的完整性以及保持被钻取制品的强度，选择距离两端一定的距离，避免边缘混凝土应力复杂，保证了芯样的各部位的均一应力；安装钻芯机，使其主轴与被钻取制品的外表面切线相垂直，减小偏差，使得芯样的强度不会受到大的影响；通过控制钻取芯样的直径、钻取速度、钻取过程中冷却水的压力和冷却水的流量，避免取芯过程中对混凝土造成局部损伤，进而严重影响芯样的芯样的完整性和原有强度；通过芯样端面的磨平处理，保证端面平整度，减小平整度误差对芯样强度的影响，避免端面不平，向上凸起或者向下凹陷使得应力集中，严重影响芯样的强度；芯样强度评价试验中，通过对芯样的低温处理后进行劈裂实验和稳定度实验，与未进行低温处理的芯样的两种实验对比，对芯样的低温抗裂性能差异性进行了充分的评价，对芯样强度评价更全面，全面反映了路面施工质量以及与路面设计的相符性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种冷再生现场芯样强度试验方法，所述试验方法包括：
步骤一、选择取芯样的位置：探测被钻取制品中破损位置和钢筋的位置情况，选择无破损和钢筋的位置进行取芯样，并且取芯样的位置离被钻取制品的两端距离为2.0～2.5m，相邻芯样的间距为1.5～2.0m；
步骤二、取芯样：安装钻芯机，固定钻芯机，使得钻芯机主轴应与被钻取制品的外表面切线相垂直，进行钻取芯样，钻取6个圆柱体芯样，其中，钻取的芯样直径为120～150mm，钻取速度为2.5～3.5mm/min，钻取芯样时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水的压力为0.2～0.5MPa，冷却水的流量为5～10L/min；
步骤三、切割芯样：将芯样固定，用水冷却芯样与锯切机的锯片，采用锯切机将芯样锯切成所需规格，且锯切过程中保持锯切平面垂直芯样轴线；
步骤四、芯样端面磨平处理：将芯样固定并保持芯样端面平整，采用单面磨平机对锯切后芯样的端面进行磨平处理，且磨平过程中保持芯样端面与芯样轴线相垂直；
步骤五、芯样强度评价试验：将端面磨平处理后的圆柱体芯样分成两组，每组3个，将第一组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样分别加热到40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa/s的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板；将第二组芯样于常温水中浸泡3～6h，放置0.5～1h，将芯样放入80℃的恒温干燥箱中恒温干燥20～25h，取其中一个芯样放入15℃冷却箱中冷却，取另两个芯样降温至40℃和60℃，取出芯样立即将芯样置于下压板平台上，用0.03～0.06Mpa/s的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验并计算得出15℃下芯样的劈裂强度，40℃和60℃下芯样的稳定度，其中，芯样底面与下压板平台之间放置有一垫板，芯样顶面与上压板平台之间放置有一垫板。
2.如权利要求1所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，步骤一中的所述选择取芯样的位置步骤还包括：
若被钻取制品中均含有钢筋，则选择不含有与芯样轴线平行的纵向钢筋，且钻取的位置最多含有两根直径小于8mm的钢筋的位置作为进行钻取芯样的位置。
3.如权利要求1所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，所述步骤五中，第一组芯样中两个芯样分别加热到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：升温至30℃，升温速度为2℃/min；第二阶段：升温至40℃，升温速度为2.5℃/min；第三阶段：升温至50℃，升温速度为1.25℃/min；第四阶段：升温至60℃，升温速度为1℃/min。
4.如权利要求1所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，所述步骤五中，第二组芯样中两个芯样分别降温到40℃和60℃具体包括：
第一阶段：降温至70℃，降温速度为1℃/min；第二阶段：降温至60℃，升温速度为1.25℃/min；第三阶段：降温至50℃，降温速度为2℃/min；第四阶段：降温至40℃，升温速度为2.5℃/min。
5.如权利要求1所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，在所述步骤四中，芯样端面磨平处理步骤还包括：选择与芯样厚度差为10～20mm，直径差为30～50mm的平板玻璃为基准平板，对芯样端面进行补平处理，其中，补平处理选择的补平剂为水泥净浆、硫磺胶泥或者环氧胶泥，采用水泥净浆补平的厚度为1～2mm，采用硫磺胶泥补平的厚度为0.5～1mm，采用环氧胶泥补平的厚度为1～1.5mm。
6.如权利要求5所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，补平处理后还包括步骤：将补平后的芯样进行养护，其中，养护的温度为60～80℃，养护时间为24～48h。
7.如权利要求1所述的冷再生现场芯样强度试验方法，其中，在所述步骤五中、用0.03～0.06Mpa/s的加荷速度进行劈裂实验和稳定度实验之前还包括步骤：在芯样两旁各放置一块与芯样等高的支撑垫板，在芯样和支撑垫板上面放置用于支撑稳定度测量的自动马歇尔试验仪的垫块。
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