CN110146388A - 一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置及测试方法，所述扭转剪切测试装置包括用于与薄层路面铺装接触的扭剪盘、连接套筒和用于记录测试时扭矩峰值的扭矩扳手，所述连接套筒的两端分别与扭剪盘和扭矩扳手活动连接。本发明提供的扭转剪切测试装置包括扭剪盘、连接套筒和扭矩扳手，其中，扭剪盘与薄层路面铺装粘结接触，连接套筒连接扭剪盘与扭矩扳手，通过扭矩扳手施加扭矩至薄层路面铺装，扭矩扳手记录薄层路面铺装脱离下承层时的最大扭矩，从而实现精准测试薄层路面铺装的抗剪切性能。本发明可用于多种薄层路面铺装的现场测试及室内试件测试，能够准确评价薄层路面铺装的设计效果与施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程中薄层路面铺装的设计研究、施工验证和性能检测领域，更具体地，涉及一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置及测试方法。
背景技术
在道路工程建设中，存在着多种薄层路面铺装，例如应用在预防性养护工程中的超粘磨耗层、超薄磨耗层、微表处等，沥青路面结构中的应力吸收层、稀浆封层、黏结层、防水层等，这些薄层路面铺装除了承受拉压荷载作用之外，更重要的是承受剪切应力和扭矩作用。因此，薄层路面铺装在使用过程中，由于抗剪强度不足，容易出现层间剥离、推移、脱落、松散等病害。
在沥青路面工程检测体系中，针对薄层路面铺装扭转抗剪性能的测试装置和测试方法尚未完善，现有方法不能有效评价薄层路面铺装的扭转抗剪性能。
因此，围绕薄层路面铺装的扭转抗剪性能，提供一种快捷、便利的测试装置和测试方法，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置，本发明提供的扭转剪切测试装置可用于多种薄层路面铺装的现场测试及室内试件测试，能够准确评价薄层路面铺装的设计效果与施工质量。
本发明的另一目的在于提供上述薄层路面铺装的扭转剪切测试装置的测试方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置，所述扭转剪切测试装置包括用于与薄层路面铺装接触的扭剪盘、连接套筒和用于记录测试时扭矩峰值的扭矩扳手，所述连接套筒的两端分别与扭剪盘和扭矩扳手活动连接。
本发明提供的扭转剪切测试装置包括扭剪盘、连接套筒和扭矩扳手，其中，扭剪盘与薄层路面铺装粘结接触，连接套筒连接扭剪盘与扭矩扳手，通过扭矩扳手施加扭矩至薄层路面铺装，扭矩扳手记录薄层路面铺装脱离下承层时的最大扭矩，从而实现精准测试薄层路面铺装的抗剪切性能。
本发明可用于多种薄层路面铺装的现场测试及室内试件测试，能够准确评价薄层路面铺装的设计效果与施工质量。
优选地，所述扭剪盘上设置有六面体柱，所述连接套筒与扭剪盘相连一端的开口设置为内凹六面体，所述六面体柱与内凹六面体相适配且活动连接；所述扭矩扳手的下端设置有扭剪头，所述连接套筒与扭矩扳手相连的一端的开口设置为内凹四面体，所述内凹四面体与扭剪头相适配且活动连接。
优选地，所述扭矩扳手设置有用于锁定扭剪头的锁定开关。
优选地，所述扭矩扳手上设置有显示屏。
优选地，所述扭剪盘与薄层路面铺装相接触的一面为平面。
优选地，所述扭剪盘与薄层路面铺装相接触的一面设置有圆形刻痕。
优选地，所述扭剪盘为圆形；更为优选地，所述扭剪盘的直径为100mm。
优选地，所述薄层路面铺装为超粘磨耗层、超薄磨耗层、微表处、应力吸收层、稀浆封层、黏结层或防水层。
本发明同时保护上述薄层路面铺装的扭转剪切测试装置的测试方法，所述测试方法包括：
S1：选点：选取所述薄层路面铺装的测试点，用毛刷清扫测试点表面；
S2：钻芯：对测试点进行钻芯处理，钻孔深度穿透薄层路面铺装的厚度，钻芯全过程不洒水，以保持路面干燥；
S3：清灰：用吹风机吹走测试点表面的碎屑和灰尘；
S4：在所述扭剪盘底面涂覆粘结胶，将所述扭剪盘与所述薄层路面铺装测试点紧密接触，养护至粘结胶固化，使所述扭剪盘与所述待测薄层路面铺装粘结牢固；
S5：将所述连接套筒套上所述扭剪盘；
S6：将所述扭矩扳手的扭剪头卡入所述连接套筒，锁定扭剪头；
S7：启动扭矩扳手，手动匀速施加扭矩，扭转速率为90°/s，直至薄层路面铺装与下承层脱离，读取扭矩扳手记录的最大扭矩值；
S8：计算剪切强度：
式中：τ——剪切强度，MPa；
M——最大扭矩值，N·m；
D——钻芯直径，mm。
优选地，S2中，钻孔直径为100mm，钻孔深度穿透薄层路面铺装的厚度，深至下承层5mm以上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明能准确模拟薄层路面铺装的扭转剪切状况，精确测试薄层路面铺装的扭转剪切强度。本发明对评价薄层路面铺装的设计效果与施工质量有积极作用。
(2)本发明能应用于多种薄层路面铺装，包括路面预防性养护、黏结层和防水层等薄层结构。
(3)本发明的测试装置操作简便，能用于现场测试和室内试件测试，测试结果精确，能快速检测薄层路面铺装的力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的扭转剪切装置的正视图；
图2为本发明实施例1提供的扭转剪切装置的俯视图；
图3为本发明实施例1提供的扭剪盘的俯视图；
图4为本发明实施例1提供的扭剪盘的侧面图；
图5为本发明实施例1提供的扭剪盘的立体图；
图6为本发明实施例1提供的连接套筒的俯视图；
图7为本发明实施例1提供的连接套筒的侧面图；
图8为本发明实施例1提供的连接套筒的立体图；
图9为本发明实施例1提供的锁定开关的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
实施例1
图1、2分别为本实施例提供的一种扭转剪切装置的正视图和俯视图，如图1、2所示，扭转剪切测试装置包括用于与薄层路面铺装接触的扭剪盘1、连接套筒2和用于记录测试时扭矩峰值的扭矩扳手3，连接套筒2的两端分别与扭剪盘1和扭矩扳手3活动连接。
图3、4、5分别为本实施例提供的扭转剪切装置的扭剪盘的俯视图、侧面图和立体图，图6、7、8本实施例提供的扭转剪切装置的连接套筒的俯视图、侧面图和立体图，如图所示，扭剪盘1上设置有六面体柱11，连接套筒2与扭剪盘1相连一端的开口设置为内凹六面体21，六面体柱11与内凹六面体21相适配且活动连接；扭矩扳手3的下端设置有扭剪头31，连接套筒2与扭矩扳手3相连的一端的开口设置为内凹四面体22，内凹四面体22与扭剪头31相适配且活动连接。
如图1所示，扭矩扳手3设置有用于锁定扭剪头31的锁定开关32，图9为锁定开关的俯视图。
如图2所示，扭矩扳手3上设置有显示屏33。
在本实施例中，扭剪盘1与薄层路面铺装相接触的一面为平面。另外，扭剪盘1与薄层路面铺装相接触的一面设置有圆形刻痕。更为具体地，扭剪盘1为圆形，并且，扭剪盘1的直径为100mm。
在本实施例中，薄层路面铺装为超粘磨耗层、超薄磨耗层、微表处、应力吸收层、稀浆封层、黏结层或防水层。
本实施例提供的薄层路面铺装的扭转剪切测试装置的测试方法如下：
(1)选择测试点。选取待测薄层路面铺装4的测试点，待测薄层路面铺装4可以是现场路面，也可以是室内成型的试件，用毛刷清扫测试点表面。
(2)钻芯。对测试点进行钻芯处理，钻孔直径100mm，钻孔深度穿透薄层路面铺装4的厚度，深至下承层5mm以上。钻芯全过程不洒水，以保持路面干燥。
(3)清灰。用吹风机吹走测试点表面的碎屑和灰尘。
(4)在扭剪盘1底面涂覆粘结胶，粘结胶覆盖扭剪盘1全部底面，将扭剪盘1与薄层路面铺装4的测试点紧密接触，养护至粘结胶固化，使扭剪盘1与薄层路面铺装4的测试点粘结牢固。
(5)将连接套筒2的内凹六面体21套上扭剪盘1的上凸六面体12。
(6)将扭矩扳手3的扭剪头31卡入连接套筒2的另一端内凹四面体22，用锁定开关32锁定扭矩扳手3的扭剪头31。
(7)启动扭矩扳手3，手动匀速施加扭矩，扭转速率为90°/s，直至薄层路面铺装与下承层脱离，读取扭矩扳手3记录的最大扭矩值。
(8)计算剪切强度。
式中：τ——剪切强度，MPa；
M——最大扭矩值，N·m；
D——钻芯直径，mm。
其中，S2中，钻孔直径为100mm，钻孔深度穿透薄层路面铺装的厚度，深至下承层5mm以上。
下面利用本发明提供的扭转剪切测试装置和测试方法对本发明的技术方案进一步验证，测试了七种薄层路面铺装结构，测试结果如下：
| 序号 | 薄层路面铺装 | 扭矩(N·m) | 剪切强度(MPa) |
| 1 | 超粘磨耗层 | 202 | 1.03 |
| 2 | 超薄磨耗层NovaChip | 416 | 2.12 |
| 3 | 微表处 | 133 | 0.68 |
| 4 | 应力吸收层 | 175 | 0.89 |
| 5 | 稀浆封层 | 112 | 0.57 |
| 6 | 黏结层 | 69 | 0.35 |
| 7 | 防水层 | 46 | 0.23 |
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭转剪切测试装置包括用于与薄层路面铺装接触的扭剪盘(1)、连接套筒(2)和用于记录测试时扭矩峰值的扭矩扳手(3)，所述连接套筒(2)的两端分别与扭剪盘(1)和扭矩扳手(3)活动连接。
2.根据权利要求1所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭剪盘(1)上设置有六面体柱(11)，所述连接套筒(2)与扭剪盘(1)相连一端的开口设置为内凹六面体(21)，所述六面体柱(11)与内凹六面体(21)相适配且活动连接；所述扭矩扳手(3)的下端设置有扭剪头(31)，所述连接套筒(2)与扭矩扳手(3)相连的一端的开口设置为内凹四面体(22)，所述内凹四面体(22)与扭剪头(31)相适配且活动连接。
3.根据权利要求2所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭矩扳手(3)设置有用于锁定扭剪头(31)的锁定开关(32)。
4.根据权利要求1所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭矩扳手(3)上设置有显示屏(33)。
5.根据权利要求1所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭剪盘(1)与薄层路面铺装相接触的一面为平面。
6.根据权利要求5所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭剪盘(1)与薄层路面铺装相接触的一面设置有圆形刻痕。
7.根据权利要求1所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭剪盘(1)为圆形。
8.根据权利要求7所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述扭剪盘(1)的直径为100mm。
9.根据权利要求1所述扭转剪切测试装置，其特征在于，所述薄层路面铺装为超粘磨耗层、超薄磨耗层、微表处、应力吸收层、稀浆封层、黏结层或防水层。
10.权利要求1～9任一所述薄层路面铺装的扭转剪切测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
S1：选点：选取所述薄层路面铺装的测试点，用毛刷清扫测试点表面；
S2：钻芯：对测试点进行钻芯处理，钻孔深度穿透薄层路面铺装的厚度，钻芯全过程不洒水，以保持路面干燥；
S3：清灰：用吹风机吹走测试点表面的碎屑和灰尘；
S4：在所述扭剪盘底面涂覆粘结胶，将所述扭剪盘与所述薄层路面铺装测试点紧密接触，养护至粘结胶固化，使所述扭剪盘与所述待测薄层路面铺装粘结牢固；
S5：将所述连接套筒套上所述扭剪盘；
S6：将所述扭矩扳手的扭剪头卡入所述连接套筒，锁定扭剪头；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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