CN107543791A - 碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法。包括：步骤1、获取碎石封层芯样；步骤2、利用粘结力强的粘结剂将碎石封层芯样的上、下端面分别与上、下拉拔盘盘面粘结；上、下拉拔盘的盘面形状和大小与碎石封层芯样的横截面相匹配，且上、下拉拔盘的反面均设置有可与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接的连接机构；步骤3、将上、下拉拔盘分别与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接后，逐步加大拉拔试验机施加的拉力，直到碎石封层芯样中的碎石与沥青完全分离并记录此时的拉力；以所得拉力评价碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能。本发明可更准确地量化评价碎石封层两种材料之间粘结性能，且操作简单、快速，试验结果可靠。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程材料测试技术领域，具体涉及一种碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法。
背景技术
同步碎石封层由于具有良好的抗渗性能、防滑性能及耐磨性能，且施工工艺简单，能耗低，因而被越来越多的公路部门采用。由于碎石封层能够有效抑制基层裂缝反射，加强层间粘结，因此实际施工中应用较多的是将其作为同步碎石下封层使用。当其作为下封层材料使用时，碎石与沥青之间的粘结性能显得尤为重要。若粘结性能不好，碎石松动，碎石与碎石之间的嵌挤力不足，则会使路面的耐磨性能降低，对路表平整度也有一定的影响。因而确定碎石封层中碎石与沥青之间的粘结性能是保证其作为下封层材料力学性能能够充分发挥的前提。目前国内评价碎石封层两种材料之间的粘结性能的方法主要是参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0660-2000沥青与碎石的低温黏结性能，其主要试验过程如下：将20cm×20cm的钢板至于置于烘箱中预热备用，待沥青试样准备完成之后，取出钢板，放在平台上，立即向钢板中浇灌沥青，使沥青厚度为1mm，保持钢板不动，均匀放上碎石，将钢板连同摆好的碎石一起，放入60℃烘箱中加热5h，使碎石与沥青有良好的黏结，再放入-18℃的冰箱中冷却12h以上，最后从冰箱中取出钢板，将钢板粘有沥青碎石的一面朝下置于一定高度的水泥混凝土垫块上，让500g的钢球从50cm高处自由下落，使其恰好跌落在钢板反面的中心，观察钢板受钢球冲击振动后碎石被振落的情况，计算被振落的石子数量占总石子数量的百分率。用此种试验方法来评价碎石与沥青之间的粘结性能试验时间长、人为影响因素大。也有一些学者在规范的基础上对试验做了一些改进，但总体来说，以上弊端仍然存在，并且以脱石率作为指标来评价其粘结性能不够直观。
综上可知，亟需一种能够快速准确用以评价碎石封层两种材料之间粘结性能的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法，可更准确地量化评价碎石封层两种材料之间粘结性能，且操作简单、快速，试验结果可靠。
本发明的碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法，包括以下步骤：
步骤1、获取横截面形状和大小满足预设要求的碎石封层芯样；
步骤2、利用粘结剂将碎石封层芯样的两个端面分别与上拉拔盘盘面、下拉拔盘盘面粘结，在粘结下拉拔盘时，先将下拉拔盘盘面朝上放置并在盘面涂上粘结剂，之后迅速将碎石封层芯样碎石端面朝下倒扣于下拉拔盘盘面上，并使得碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触，然后令下拉拔盘盘面上的粘结剂固化；所述粘结剂与碎石间粘结强度以及与沥青混合料间的粘结强度均大于碎石与沥青间的粘结强度；所述上拉拔盘、下拉拔盘的盘面形状和大小与所述碎石封层芯样的横截面相匹配，且上拉拔盘、下拉拔盘的反面均设置有可与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接的连接机构；
步骤3、将上拉拔盘、下拉拔盘分别与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接后，逐步加大拉拔试验机施加的拉力，直到碎石封层芯样中的碎石与沥青完全分离并记录此时的拉力；以所得拉力评价碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能，拉力越大，粘结性能越好。
优选地，所述粘结剂为环氧树脂。
进一步优选地，环氧树脂的单位面积用量为0.4~0.8kg/m2。
优选地，所述碎石封层芯样按照以下方法制备：在已成型好的沥青混合料车辙板试件上先洒布沥青，然后撒布碎石，在常温下放置一段时间，待沥青充分破乳之后，用钻芯机在成型好的试件上按要求的横截面形状和大小钻取芯样。
优选地，所述碎石封层芯样的横截面以及上拉拔盘和下拉拔盘的盘面均为等大的圆形。
进一步优选地，所述圆形的直径为10cm。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明能够对碎石封层中碎石与沥青之间的粘结性能进行准确测试，其试验结果的可信度高，能够有效衡量碎石封层中两种材料之间的粘结性能。
本发明实施过程简单易行，在室内能够较快得出评价结果。
附图说明
图1为本发明方法的原理示意图，图中，1为沥青混合料，2为橡胶沥青，3为碎石，4为上拉拔盘，5为上连接头，6为下拉拔盘，7为下连接头，8为环氧树脂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
发明人经仔细研究发现，评价碎石封层中碎石和沥青之间的粘结性能，主要就是看在多大的力作用下，碎石封层中的碎石能够与沥青完全分离，相比较用脱石率来衡量其粘结性能更为直观，而采用类似环氧树脂这样高粘结强度的粘结剂与碎石和沥青（或沥青混合料）粘结之后的强度大于碎石与沥青之间粘结力，应用现有的拉拔试验装置，便可完全实现这一想法。基于上述思路，发明人提出了本发明的碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法，包括以下步骤：
步骤1、获取横截面形状和大小满足预设要求的碎石封层芯样；
步骤2、利用粘结剂将碎石封层芯样的两个端面分别与上拉拔盘盘面、下拉拔盘盘面粘结，在粘结下拉拔盘时，先将下拉拔盘盘面朝上放置并在盘面涂上粘结剂，之后迅速将碎石封层芯样碎石端面朝下地倒扣于下拉拔盘盘面上，并使得碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触，然后令下拉拔盘盘面上的粘结剂固化；所述粘结剂与碎石间的粘结强度以及与沥青间的粘结强度均大于碎石与沥青间的粘结强度；所述上拉拔盘、下拉拔盘的盘面形状和大小与所述碎石封层芯样的横截面相匹配，且上拉拔盘、下拉拔盘的反面均设置有可与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接的连接机构；
步骤3、将上拉拔盘、下拉拔盘分别与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接后，逐步加大拉拔试验机施加的拉力，直到碎石封层芯样中的碎石与沥青完全分离并记录此时的拉力；以所得拉力评价碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能，拉力越大，粘结性能越好。
其中，可采用现有各种粘结剂来进行粘结，只要粘结剂与碎石间粘结强度以及与沥青混合料间的粘结强度均大于碎石与沥青间的粘结强度即可。从粘结性能以及使用成本等方面综合考虑本发明优选采用环氧树脂作为粘结剂。经大量实验发现，在粘结时，环氧树脂的单位面积用量最好为0.4~0.8kg/m2。
所述碎石封层芯样可以直接用钻芯机取样也可自行制备，例如可按照以下方法制备：在已成型好的沥青混合料车辙板试件上先洒布沥青，然后撒布碎石，在常温下放置一段时间，待沥青充分破乳之后，用钻芯机在成型好的试件上按要求的横截面形状和大小钻取芯样。
所述碎石封层芯样的横截面以及上拉拔盘和下拉拔盘的盘面的形状可根据实际需要选择，例如方形、矩形或圆形，考虑到通常所用的钻芯机为圆形，优选地，所述碎石封层芯样的横截面以及上拉拔盘和下拉拔盘的盘面均为等大的圆形。进一步优选地，所述圆形的直径为10cm。
为了便于公众理解，下面以一个具体实施例并结合附图来对本发明技术方案进行进一步详细说明。本实施例中的碎石封层的沥青采用橡胶改性沥青。
首先获取碎石封层芯样，具体为：在已成型好的沥青混合料车辙板试件上先洒布一层沥青，然后迅速撒布碎石，在常温下放置一段时间，待沥青充分破乳之后，用直径10cm的钻芯机在成型好的试件上钻取碎石封层芯样。
然后利用粘结剂（本实施例中为环氧树脂）将碎石封层芯样的两个端面分别与上拉拔盘盘面、下拉拔盘盘面粘结，为了简单方便地实现粘结剂粘住了所有碎石的同时而又不会粘住沥青，本发明在粘结下拉拔盘时，先将下拉拔盘盘面朝上放置并在盘面涂上粘结剂，之后迅速将碎石封层芯样的碎石端面朝下地倒扣于下拉拔盘盘面上，并使得碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触，然后令下拉拔盘盘面上的粘结剂固化。上拉拔盘与另一个端面的粘结可以预先进行，即先完成上拉拔盘的粘结后再进行以上动作；也可以同步进行，但应保证上拉拔盘和碎石封层芯样作为一个整体扣于下拉拔盘盘面上时，仍可确保碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触；当然，也可以先完成下拉拔盘的粘结之后再粘结上拉拔盘。本实施例中的粘结过程具体如下：先将环氧树脂分别涂在直径10cm的上拉拔盘和下拉拔盘的盘面上，上拉拔盘和下拉拔盘的反面分别设置有可与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接的上连接头、下连接头；然后将碎石封层芯样中含有碎石的那面迅速倒扣于涂有环氧树脂的下拉拔盘盘面上，同时将上拉拔盘盘面粘在碎石封层芯样的另一面，在此过程中使得碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触，待环氧树脂凝固后，即完成了碎石封层芯样与上、下拉拔盘的粘结。完成粘结后的结构如图1所示，其中，1为沥青混合料，2为橡胶沥青，3为碎石，4为上拉拔盘，5为上连接头，6为下拉拔盘，7为下连接头，8为环氧树脂。从图1中可以看出，环氧树脂8在粘结住了碎石3的同时并未与上层的沥青混合料1产生接触。
将上拉拔盘、下拉拔盘分别通过上连接头、下连接头与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接后，启动拉拔试验机，逐步加大拉拔试验机施加的拉力，直到碎石封层芯样中的碎石与沥青完全分离并记录此时的拉力；以所得拉力评价碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能，拉力越大，粘结性能越好。
根据上述过程可知，由于环氧树脂与碎石以及沥青混合料之间的粘结强度大于碎石与沥青之间的粘结强度，因此在连续拉力的作用下，必然是碎石与沥青之间会出现分离，此时出现的峰值力即可作为评价碎石和沥青之间粘结性能的指标。一方面操作简便，另一方面评价结果更准确。
Claims (6)
1.碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取横截面形状和大小满足预设要求的碎石封层芯样；
步骤2、利用粘结剂将碎石封层芯样的两个端面分别与上拉拔盘盘面、下拉拔盘盘面粘结，在粘结下拉拔盘时，先将下拉拔盘盘面朝上放置并在盘面涂上粘结剂，之后迅速将碎石封层芯样碎石端面朝下倒扣于下拉拔盘盘面上，并使得碎石部分嵌入粘结剂的同时粘结剂不与沥青接触，然后令下拉拔盘盘面上的粘结剂固化；所述粘结剂与碎石间粘结强度以及与沥青混合料间的粘结强度均大于碎石与沥青间的粘结强度；所述上拉拔盘、下拉拔盘的盘面形状和大小与所述碎石封层芯样的横截面相匹配，且上拉拔盘、下拉拔盘的反面均设置有可与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接的连接机构；
步骤3、将上拉拔盘、下拉拔盘分别与拉拔试验机的上拉头、下拉头固定连接后，逐步加大拉拔试验机施加的拉力，直到碎石封层芯样中的碎石与沥青完全分离并记录此时的拉力；以所得拉力评价碎石封层中碎石和沥青之间粘结性能，拉力越大，粘结性能越好。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述粘结剂为环氧树脂。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，环氧树脂的单位面积用量为0.4~0.8kg/m2。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述碎石封层芯样按照以下方法制备：在已成型好的沥青混合料车辙板试件上先洒布沥青，然后撒布碎石，在常温下放置一段时间，待沥青充分破乳之后，用钻芯机在成型好的试件上按要求的横截面形状和大小钻取芯样。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述碎石封层芯样的横截面以及上拉拔盘和下拉拔盘的盘面均为等大的圆形。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述圆形的直径为10cm。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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