CN108519276A - 桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,包括以下步骤:(1)取鼓泡半径不同的桥面铺装层试件;(2)对桥面铺装层施加均布荷载;(3)记载鼓泡变化并处理计算得到挠度w;(4)结合挠度w公式计算弹性模量E;(5)根据临界荷载q及E计算临界能量释放率GC;(6)根据模态分析得到Ⅰ型及Ⅱ型断裂界面临界应力强度因子K1c和K2c;(7)根据步骤(6)计算模态相位角ψ;(8)根据GC、ψ及界面断裂韧性Г0(ψ)得到纯I型界面断裂韧性GIC和试验参数λ;(9)通过Г0(ψ)评价桥面铺装层鼓泡界面的扩展性能。本发明用于评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能,为防治桥面铺装层发生鼓泡及坑槽等病害增加理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及交通运输领域,特别涉及一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法。
背景技术
近年来,随着新材料和新技术的发展和使用,桥面铺装层横向裂纹和永久变形等病害减少,而鼓泡逐渐成为桥面铺装主要病害类型并引起人们的广泛关注。桥面铺装鼓泡一般集中出现在沥青层与防水粘结层之间,或在防水粘结层和桥面板之间。当桥面板或调平层顶面在施工过程中混入水分,高温时水分受热就会变成水蒸气,由于铺装层空隙率小,从而导致体积膨胀,致使铺装层顶起形成鼓泡现象,这些水汽泡或夹气在车辆荷载作用下会出现漂移运动,容易导致桥面铺装层的开裂、破碎,甚至出现坑洞。
桥面板与沥青混凝土铺装层界面两侧材料的弹性模量相差较大,容易在界面处形成微裂纹的萌生,同时桥面铺装施工过程中不可避免地会在界面处引入杂质、产生孔洞等缺陷,使得该界面成为薄弱环节。这些微裂纹或界面缺陷很容易导致界面处存在水分和空气,并在高温时发生鼓泡现象。在交通荷载和温度作用下,外界环境中的空气、水分会通过鼓泡裂纹入渗,腐蚀桥面板,甚至铺装层发生水损害,从而对行车安全和桥梁的使用寿命产生严重的影响,而且还会出现大规模的铺装翻修,这均会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
目前国内外对鼓泡病害一般采用事后处理的方法,比如采用打孔泄水减压,预开槽排水等措施,虽然这些方法均起到了一定的减缓作用,但没有从根本上解决桥面铺装鼓泡病害,而且当鼓泡产生后,没有具体的评价方法和评价指标来指导桥面铺装层鼓泡病害进行修复,无法从根本上解决桥面铺装鼓泡对桥面铺装层的危害问题。
因此,有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能。具体而言通过以下技术方案实现:
本发明的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,包括以下步骤:
(1)取鼓泡半径不同的桥面铺装层试件置于平台上;
(2)对桥面铺装层不断施加均布荷载至桥面铺装层鼓泡临界扩展;
(3)记载桥面铺装层鼓泡的变化并进行处理、计算,得到桥面铺装层鼓泡上的任一点在任一变化状态的挠度w;
(4)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化过程中的任一状态时施加的荷载q0及施加该荷载q0时步骤(3)中得到鼓泡上任一点的挠度w0,结合挠度w的计算公式,计算得到桥面铺装层的弹性模量E;
(5)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化至临界扩展时施加的荷载q及步骤(4)中计算的弹性模量E,计算桥面铺装层鼓泡发生扩展时的临界能量释放率GC;
(6)根据模态分析得到桥面铺装层Ⅰ型断裂界面临界应力强度因子K1c及Ⅱ型断裂界面应力强度因子K2c;
(7)根据步骤(6)中的桥面铺装层断裂界面临界应力强度因子计算桥面铺装层界面断裂的模态相位角ψ;
(8)根据步骤(5)中的临界能量释放率GC、步骤(6)中的模态相位角ψ及界面断裂韧性Г0(ψ)公式计算桥面铺装层纯I型界面断裂韧性GIC和试验参数λ,最终得到界面断裂韧性Г0(ψ)与模态相位角ψ之间的关系:
Γ0(ψ)=GC=GIC[1+(1-λ)tan2ψ];
(9)根据步骤(8)中的界面断裂韧性Г0(ψ),评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能。
进一步,所述桥面铺装层界面断裂的模态相位角ψ为:
进一步,所述挠度w的计算公式为:
当其中r为鼓泡上任一点到鼓泡对称轴中心的距离,
当其中r为径向鼓泡上任一点至中面的距离,
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量。
进一步,所述桥面铺装层鼓泡的能量释放率G为:
当
当
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量。
进一步,所述步骤(6)中的模态分析采用有限元计算模态分析。
进一步,所述桥面铺装层试件设有盲孔。
进一步,所述桥面铺装层试件的制备包括以下步骤:
(1)制作桥面板;
(2)在桥面板上涂抹粘结层,凝结硬化后在粘结层上浇筑铺装层;
(3)铺装层凝结硬化后,在铺装层的相对面取任意半径的圆柱形芯样,得到桥面铺装层试件;
(4)步骤(3)的桥面铺装层试件的表面制备散斑图。
进一步,所述步骤(3)采用图像数字测量装置进行记载并采用计算机图像数字处理程序进行处理、计算。
进一步,所述图像数字测量装置采用CCD摄像头。
进一步,所述荷载采用液压对桥面铺装层试件进行施加。
本发明的有益效果:本发明仅仅需要计算出桥面铺装层的界面断裂韧性Г0(ψ),对于鼓泡半径为任意值的同种材料的桥面铺装层,计算其能量释放率G并与界面断裂韧性Г0(ψ)比较,可以评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能,而不需要对鼓泡半径为任意值的同种材料的桥面铺装层重复做试验来判断桥面铺装层鼓泡是否发生扩展;本发明得到的桥面铺装层的鼓泡变化过程中挠度及荷载的数据误差小,因此本方法计算的能量释放率误差小,可以准确评价桥面铺装层鼓泡界面扩展性能,从而判断面铺装层的使用性能和服务寿命,保障面铺装层的安全性;本发明的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明采用的实验装置的结构示意图;
图2为桥面铺装层试件的结构示意图;
图3为桥面铺装层的鼓泡扩展结构示意图。
图中:1、桥面铺装层试件;2、光源;3、CCD摄像头;4、滑轨;5、管道;6、连接杆;7、储油箱;8、加压油缸;9、压力传感器;10、桥面;11、粘结层;12、盲孔;13、桥面铺装层;131、鼓泡;132、鼓泡扩展
具体实施方式
如图所示:本实施例中的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,包括以下步骤:
(1)取两个鼓泡半径不同的桥面铺装层试件1置于平台上,此试件除了桥面铺装层的鼓泡的半径不同,其他条件都相同;
(2)分别对两个鼓泡半径不同的桥面铺装层13不断施加均布荷载至桥面铺装层13鼓泡131临界扩展,本实施例中,采用单次极限加载的方法,为使桥面铺装层试件1的变形等速增加,保持10mm/min的加载速度进行匀速加载,为了避免冲击效应影响试验结果,因此尽量保持恒定的加载速度,直到桥面铺装层试件1鼓泡131发生界面断裂为止,本实施例中,桥面10采用混凝土桥面,桥面铺装层13采用桥面沥青铺装层;
(3)记载桥面铺装层鼓泡的变化并进行处理、计算,得到桥面铺装层鼓泡上的任一点在任一变化状态的挠度w;
(4)取其中一个试件的数据,根据步骤(2)中的桥面铺装层13鼓泡131变化过程中的任一状态时施加的荷载q0及施加该荷载q0时步骤(3)中得到鼓泡131上任一点的挠度w0,本实施例中,根据步骤(2)中的桥面铺装层13鼓泡131变化至临界扩展时施加的荷载q即临界荷载q及施加该临界荷载q时步骤(3)中得到鼓泡131的临界挠度w,结合挠度w的计算公式,计算得到桥面铺装层13的弹性模量E,两个试件的桥面铺装层13的弹性模量E相同;
(5)根据步骤(2)中的两个桥面铺装层13鼓泡131变化至临界扩展时施加的荷载q及步骤(4)中计算的弹性模量E,计算两桥面铺装层13鼓泡131的临界能量释放率GC,不同半径的鼓泡131的临界能量释放率分别为G1C和G2C;
(6)根据模态分析得到桥面铺装层13Ⅰ型断裂界面临界应力强度因子K1c及Ⅱ型断裂界面临界应力强度因子K2c;
(7)根据步骤(6)中的桥面铺装层13断裂界面临界应力强度因子计算桥面铺装层13界面断裂的模态相位角ψ,对于不同半径的鼓泡131的桥面铺装层13界面断裂的模态相位角分别为ψ1和ψ2;
(8)界面断裂韧度是线弹性断裂力学中的重要参数,反映了界面抵抗裂纹扩展的能力大小,界面断裂韧性Г0(ψ)与模态相位角ψ之间的关系:
Γ0(ψ)=GC=GIC[1+(1-λ)tan2ψ] (1)
根据步骤(5)中的临界能量释放率GC、步骤(6)中的模态相位角ψ及界面断裂韧性Г0(ψ)公式计算桥面铺装层13纯I型界面断裂韧性GIC的数值和实验参数λ的数值:
将公式(2)中计算的GIC和λ带入公式(1)中得到界面断裂韧性Г0(ψ)与模态相位角ψ之间的具体关系;
(9)取鼓泡半径为任意值的同种材料的桥面铺装层13,计算桥面铺装层13鼓泡131的能量释放率G,通过步骤(6)和步骤(7)计算出模态相位角ψ,将模态相位角ψ带入公式(1)中计算出桥面铺装层13的界面断裂韧性Г0(ψ),将能量释放率G与桥面铺装层13的界面断裂韧性Г0(ψ)进行比较,评价桥面铺装层13鼓泡131的扩展性能,当桥面铺装层13鼓泡131发生扩展;当桥面铺装层13鼓泡131不发生扩展。
本实施例中,Rice和SIh提出了界面裂纹复应力强度因子的概念,所述桥面铺装层界面断裂的模态相位角ψ为:
本实施例中,所述挠度w的计算公式为:
当根据薄板小挠度理论,对于圆形薄板所受的横向荷载q和边界条件是绕z轴对称的,则该薄板的挠度和内力也将是绕z轴对称的,这类问题就是圆板的轴对称弯曲问题,弹性曲面的微分方程可以简化为常微分方程:
式中,r为任一点到轴中心的距离,w为挠度,q为荷载,D为抗弯刚度,
整理并转换改写为:
两端都乘以r可进一步改写为:
两端积分,得到鼓泡131在小变形情况下挠度w的表达式:
根据边界条件求解:
(ⅰ)考虑到圆心r=0处,圆板在弹性范围内发生弯曲变形时,圆心处的挠度w和内力都为有限值,因此c1和c2都为零;
(ⅱ)如果边界条件为固支端时,当r=R时,挠度w和转角都为零,则(w)r=R=0,根据公式(6)求得均布荷载q的作用下鼓泡131小变形挠度w方程为:
由式(7)可以得知,桥面铺装层13鼓泡131挠度的大小与鼓泡131半径、外界荷载、桥面铺装层13的厚度和弹性模量有关,而且鼓泡131在一定挠度w条件下,鼓泡131受到的作用力大小与桥面铺装层13的弹性模量和厚度成正比,与脱粘半径成反比,因此,在进行鼓泡模型试验时,选择合适的鼓泡初始半径可有效获得鼓泡131的临界扩展荷载。
当根据一阶剪切板变形理论,可以将桥面铺装层13鼓泡131扩展的脱粘过程视为界面裂缝的扩展过程,由于桥面铺装层13发生鼓泡病害,鼓泡131半径较小,则未裂部分长厚比较大,可以采用经典梁/板理论或一阶剪切变形板理论求解能量释放率来研究鼓泡131的扩展问题,其基本假定为:沥青混凝土铺装层是连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性的,铺装层变形前后均符合平面弯曲的条件,铺装层的位移和变形是微小的;基于一阶剪切变形板理论,可得到位移场为:
ur(r,z)=u(r)+zφ(r) (8)
uz(r,z)=w(r) (9)
式中,u为桥面铺装层13的中面上r方向的位移,w为铺装层的中面上z方向的位移,φ(r)为板的中面法线的转动,由此可以得到如下几何关系:
式中,εr为径向线应变,εθ为环向线应变;γrz为切应变(径向和环向两线段之间的直角的改变);
根据力学模型,建立力学平衡方程:
式中,Nrr为径向力,Mrr为径向弯矩,Nθθ为环向力,Mθθ为环向弯矩;
式中,σrr为径向应力,σθθ为环向应力;
通过推导,得到用位移表达板的内力表达式:
式中,Qr为剪力,Aij、Bij、Dij为刚度系数,其表达式为:
Q12=Q11 (23)
式中,E为铺装层的弹性模量,v为泊松比,ks=5/6为剪切修正系数;
由式(16)和式(17)可得:
将式(17)、式(25)代入到式(18)中,得到:
式中,
将式(18)、式(19)代入到式(26)中,得:
对式(27)积分,求解得:
将式(11)代入到式(27)、式(28)可得:
式中,C1、C2、C3、C4、C5、C6为积分常数,可由鼓泡131的边界条件来确定;
当鼓泡131边缘径向是固支端时,其边界条件为:
(ⅰ)当r=R时,u=w=φ=0 (31)
(ⅱ)当r=0时,u=dw/dr=φ=0 (32)
将式(31)和式(32)代入到式(29)~(30),可得到:C1=0,C2=0,C4=0,C5=0,其中,
将C1~C6分别带入式(29)、式(30)中,得到:
本实施例中,能量释放率G是根据Griffith的能量释放观点而定义的物理量,是指裂纹由某一端点向前扩展一个单位长度时,平板每单位厚度所释放出来的能量,当铺装层鼓泡向外扩展ΔR时,外力所作功的增量ΔW、铺装层弹性应变能增量ΔW2和鼓泡扩展132消耗的能量ΔW1之间的关系为:
ΔW=ΔW1+ΔW2 (34)
ΔW1=2πRGΔR (36)
ΔW2=∫σdε|R+ΔR-∫σdε|R (37)
当根据式(7)可得鼓泡131的体积为:
联合式(34)~(38),可得:
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量;
当根据式(33)可得鼓泡131的体积为:
联合式(34)~(37)和式(40),可得:
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量。
本发明仅仅需要计算出桥面铺装层的界面断裂韧性Г0(ψ),对于鼓泡半径为任意值的同种材料的桥面铺装层,计算其能量释放率G并与界面断裂韧性Г0(ψ)比较,评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能,不需要对鼓泡半径为任意值的同种材料的桥面铺装层做试验,仅仅通过计算即可评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能,从而节省了人力、物力和财力;本发明根据桥面铺装层的厚度与桥面铺装层中鼓泡的半径的比值不同,采用不同的挠度公式和能量释放率公式,因此本方法计算的能量释放率和界面断裂韧性误差小,数值更加准确,可以准确评价桥面铺装层鼓泡界面扩展性能,从而判断桥面铺装层的使用性能和服务寿命,保障面铺装层的安全性。
本实施例中,所述步骤(6)中的模态分析采用有限元计算模态分析,有限元计算模态分析常用的有限元软件有ANSYS、SDRC/I-DEAS等,有限元分析(FEA,Finite ElementAnalysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟,利用简单而又相互作用的元素(即单元),就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统,得到近似解,由于大多数实际问题难以得到准确解,利用有限元分析得到的近似解精度极高,而且适用于各种复杂形状。
本实施例中,所述桥面铺装层试件1设有盲孔12,盲孔12用于施压装置对桥面铺装层试件1进行加压,从而使桥面铺装层13在压力的作用下鼓泡131不断变化,随着压力的不断增加,桥面铺装层13的鼓泡131的挠度等不断变化,直至鼓泡131临界扩展,通过对鼓泡131变化至临界扩展状态的整个过程的研究,判断桥面铺装层13的鼓泡扩展132性能。
本实施例中,所述桥面铺装层试件1的制备包括以下步骤:
(1)制作桥面10;
(2)在桥面10上涂抹粘结层11,凝结硬化后在粘结层11上浇筑铺装层;
(3)铺装层凝结硬化后,在铺装层的相对面取任意半径的圆柱形芯样,得到桥面铺装层试件1;
(4)步骤(2)的试件铺装层的表面制备散斑图,制备散斑图包括以下步骤:首先在桥面铺装层13表面喷洒哑白色喷漆,然后在哑白喷漆表面再均匀喷洒少量的哑黑色喷漆。
此方法制备的带盲孔的桥面铺装层试件,制备工艺简单,且对制备的环境条件没有严苛的要求,从而可以降低带盲孔的桥面铺装层试件的制备成本,方便对桥面铺装层鼓泡的界面扩展性能的研究;同时试件表面的散斑图增强了试件表面随机灰度的分布,有利于图像数字测量装置对桥面铺装层的鼓泡在不同荷载下的变化的记录更加准确,通过图像数字处理程序获得的相关数据的误差减小,通过能量释放率评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能更加准确。
本实施例中,所述步骤(3)采用图像数字测量装置进行记载桥面铺装层的鼓泡的变化,步骤(3)采用计算机图像数字处理程序进行处理、计算,得到桥面铺装层13鼓泡131上的任一点的挠度w,计算机图像数字处理程序包括LabVIEW、Matlab、VC++系列程序和Delphi程序,其中LabVIEW和Matlab可以联合使用,VC++系列程序包括OpenGL和OpenCV。
图像数字测量技术,是一种基于计算机三维视觉技术的图像测量方法,该方法采用非接触测量手段,可应用于全场变形及应变测量,图像数字测量技术是将被测试样表面随机分布的斑点或是人为制作的散斑场作为变形信息载体,基于变形前后待测试样的散斑灰度场进行三维坐标重构,进而计算出变形数据;图像数字测量技术与其他应变测量方法相比,具有如下优点:(1)可直接对试样全场位移、应变非接触测量,避免了传统方法人为因素造成的测量误差;(2)实际使用过程中标定方法简单,操作方便,试验开始前可对标定误差进行检验,避免了由于操作人员的标定差异引入测量误差,测量更加精确;(3)测试光路更加简单,可选择自然光或白光作为光源;(4)不需对试样表面进行复杂处理,可直接从试样表面散斑灰度场提取三维坐标信息。
本实施例中,所述图像数字测量装置采用CCD摄像头3,CCD即电荷耦合元件,CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号,CCD摄像头记载的桥面铺装层从鼓泡变化至临界扩展中的任一状态位移变化,将光学信号转换为数字信号,计算机图像数字处理程序采集数字信号进行处理计算后,将鼓泡131的挠度数据显示于显示屏上;CCD摄像头安装在滑轨4上,本实施例中,滑轨4固定在三脚架上。
安装在滑轨上的图像数字测量装置可以记载在不同的荷载下桥面铺装层的鼓泡变化至临界扩展过程中任一状态的挠度,利用计算机图像数字处理程序进行处理计算后得到挠度数据,根据能量释放率公式计算鼓泡的能量释放率,根据能量释放率与界面断裂韧性的比值评价桥面板铺装层鼓泡的扩展性能。
本实施例中,施加均布荷载时可以采用液压,也可以采用气压,本实施例中采用液压油对桥面铺装层试件1进行施加压力,利用加压油缸8中的连接杆6将储油箱7中的液压油通过管道5输送至桥面铺装层试件1的盲孔12中使桥面铺装层13的鼓泡131变化,随着盲孔12中液压油不断增多,桥面铺装层13的压力越大,当压力增加至鼓泡临界扩展时,液压油泄露,图像数字测量装置可以清晰快速的反映此现象,方便判断桥面铺装层13的鼓泡131临界扩展时施加的压力,其中压力传感器9可以采用数显压力传感器,将施加的压力的大小显示于屏幕上,从而使能量释放率计算更准确,可以更好的评价桥面铺装层13鼓泡131的扩展性能。
本实施例中,所述桥面铺装层试件1一侧设有光源2,本实施例中采用LED灯,可以为图像数字测量装置提供光,使图像数字测量装置更好的捕捉桥面铺装层13的鼓泡131变化至临界扩展的整个过程,通过计算机图像数字处理程序处理计算的数据更加准确,从而使能量释放率的计算更加准确,可以更好的评价桥面板铺装层的扩展性能。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)取鼓泡半径不同的桥面铺装层试件置于平台上;
(2)对桥面铺装层不断施加均布荷载至桥面铺装层鼓泡临界扩展;
(3)记载桥面铺装层鼓泡的变化并进行处理、计算,得到桥面铺装层鼓泡上的任一点在任一变化状态的挠度w;
(4)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化过程中的任一状态时施加的荷载q0及施加该荷载q0时步骤(3)中得到鼓泡上任一点的挠度w0,结合挠度w的计算公式,计算得到桥面铺装层的弹性模量E;
(5)根据步骤(2)中的桥面铺装层鼓泡变化至临界扩展时施加的荷载q及步骤(4)中计算的弹性模量E,计算桥面铺装层鼓泡发生扩展时的临界能量释放率GC;
(6)根据模态分析得到桥面铺装层Ⅰ型断裂界面临界应力强度因子K1c及Ⅱ型断裂界面应力强度因子K2c;
(7)根据步骤(6)中的桥面铺装层断裂界面临界应力强度因子计算桥面铺装层界面断裂的模态相位角ψ;
(8)根据步骤(5)中的临界能量释放率GC、步骤(6)中的模态相位角ψ及界面断裂韧性Г0(ψ)公式计算桥面铺装层纯I型界面断裂韧性GIC和试验参数λ,最终得到界面断裂韧性Г0(ψ)与模态相位角ψ之间的关系:
Γ0(ψ)=GC=GIC[1+(1-λ)tan2ψ];
(9)根据步骤(8)中的界面断裂韧性Г0(ψ),评价桥面铺装层鼓泡的扩展性能。
2.根据权利要求1所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述桥面铺装层界面断裂的模态相位角ψ为:
3.根据权利要求2所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述挠度w的计算公式为:
当其中r为鼓泡上任一点到鼓泡对称轴中心的距离,
当其中r为径向鼓泡上任一点至中面的距离,
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量。
4.根据权利要求3所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述桥面铺装层鼓泡的能量释放率G为:
当
当
其中,q为荷载,v为桥面铺装层的泊松比,h为桥面铺装层的厚度,R为桥面铺装层鼓泡的半径,E为桥面铺装层的弹性模量。
5.根据权利要求1所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述步骤(6)中的模态分析采用有限元计算模态分析。
6.根据权利要求1所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述桥面铺装层试件设有盲孔。
7.根据权利要求6所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述桥面铺装层试件的制备包括以下步骤:
(1)制作桥面板;
(2)在桥面板上涂抹粘结层,凝结硬化后在粘结层上浇筑铺装层;
(3)铺装层凝结硬化后,在铺装层的相对面取任意半径的圆柱形芯样,得到桥面铺装层试件;
(4)步骤(3)的桥面铺装层试件的表面制备散斑图。
8.根据权利要求1所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述步骤(3)采用图像数字测量装置进行记载并采用计算机图像数字处理程序进行处理、计算。
9.根据权利要求8所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述图像数字测量装置采用CCD摄像头。
10.根据权利要求1所述的桥面铺装层鼓泡界面断裂韧性的测量方法,其特征在于:所述荷载采用液压对桥面铺装层试件进行施加。
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