CN112362577A - 一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法 - Google Patents

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丁济同
韩亚进
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Abstract

本发明公开了一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法。本发明通过在室内对钢块的打磨除锈，涂刷富锌漆、防水粘结层，并使用旋转压实仪高温条件下成型带钢块的复合试件，能够较好地模拟钢桥面铺装的现场施工过程。基于万能试验机的室内拉拔试验方法能够精准地控制试验温度及拉拔速率，可以直接获取拉拔试验过程中的力‑位移曲线，测试方法简单便捷，且能够真实地反映钢桥面铺装防水粘结层的粘结性能。

Description

一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法
技术领域
本发明属于钢桥面铺装技术领域，具体的是一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法。
背景技术
防水粘结层是钢桥面铺装体系的重要组成部分，防水粘结层的失效不仅会引起铺装层出现脱层、推移、鼓包等病害，而且会导致雨水下渗到钢板，造成钢板的过早锈蚀，从而降低其使用寿命。由此可见，防水粘结层的好坏直接影响到桥面铺装的使用周期及桥梁结构的安全。粘结性能是反映防水粘结层性能的关键指标之一，而粘结性能主要通过拉拔试验来评价。
目前，在室内拉拔试验中，多采用轮碾法成型带钢板的沥青混合料车辙板试件，然后钻芯至钢板顶部，待芯样干燥后在其表面粘附拉拔头，最后借助手动加载式拉拔仪或自动拉拔式附着力检测仪进行拉拔试验。然而，这类测试方法存在着不少弊端。首先，钻芯过程会不可避免地对防水粘结层造成扰动，不能真实地反映其粘结性能。其次，这类测试方法均难以保证拉拔速度保持一致，导致试验的变异性较大。此外，这类测试方法只能测得峰值破坏荷载，缺少对加载过程的动态追踪。因此，现阶段针对钢桥面铺装防水粘结层的拉拔试验具有精度低、变异性大、难以反映试验的动态过程等缺陷，故需要一种新的拉拔强度测试方法来评价钢桥面铺装防水粘结层的粘结性能。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，可以直接获得拉拔试验过程中的力-位移曲线，从而更为精确地计算出防水粘结层的拉拔强度。
本发明提供了一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，包括如下几个步骤：
步骤一：对圆形钢块进行打磨除锈处理，并在4h内涂刷富锌漆，待其彻底固化后再涂抹规定用量的防水粘结层材料，在室温条件下进行养生；
步骤二：使用小型搅拌机高温拌和指定级配、沥青用量的保护层改性沥青混合料，将称好的沥青混合料迅速倒入旋转压实试模内，然后把步骤一所得钢块放置于保护层改性沥青混合料上部，且使防水粘结层一侧紧靠保护层改性沥青混合料，最后使用旋转压实仪成型带钢块的复合试件，室温下冷却一段时间后进行脱模处理；
步骤三：使用高强度环氧树脂胶将上部圆形支座、下部圆形支座分别与步骤二所得复合试件的混合料顶部及钢块底部进行粘接，在室温条件下放置至少24h，以确保树脂胶的粘结效果达到最佳；
步骤四：在确保上下支座与试件粘牢之后，将其放入万能试验机UTM环境箱中指定温度保温至少5h，然后使用螺栓将下部圆形支座与UTM环境箱内操作平台上的操作平台基座固定，上部圆形支座与加载装置的下端固定，最后通过UTM加载装置施加法向拉力进行拉拔试验，试验结束之后可获取试验过程中的力-位移曲线。
进一步地，所述步骤一中圆形钢块的尺寸为：直径100mm，厚度10mm。
进一步地，所述步骤二的旋转压实试模内径为100mm，旋转压实法成型的复合试件的直径也为100mm。
进一步地，所述步骤四中的拉拔试验，加载装置的加载头拉伸速率可通过UTM控制装置进行调节。
本发明的有益效果在于：
1、本发明不需要对钢板-防水粘结层-改性沥青混合料复合试件进行钻芯处理，减少了对防水粘结层的破坏。
2、基于旋转压实的复合试件成型方法能更好地模拟真实的现场施工情况。
3、UTM能够更为精确地控制拉拔试验的温度及拉伸速率，从而降低试验的变异性，且UTM能够动态地监测试验过程，获得试验过程中的力-位移曲线，便于进一步定量分析不同防水粘结层的粘结性能。
附图说明
图1为本发明旋转压实复合试件的正视图；
图2为本发明拉拔试验的示意图；
图中：1、圆形钢块；2、防水粘结层；3、保护层改性沥青混合料；4、上部圆形支座；5、下部圆形支座；6、螺栓；7-加载头；8、UTM环境箱内操作平台；9、操作平台基座；10、UTM环境箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施细则对本发明作进一步说明。
实施例1
针对“钢板-防水粘结层-改性沥青SMA”型桥面铺装结构，利用本发明测试其防水粘结层25℃时的拉拔强度。
测试步骤如下：
首先选取直径100mm，厚度10mm的圆形钢块1，对其进行打磨除锈处理，紧接着在其上表面涂刷富锌漆，待其完全固化后涂抹防水粘结层2，放在室内自然养生一段时间。
使用室内小型搅拌机拌和改性沥青SMA，称取一定量的混合料迅速倒入内径100mm的旋转压实试模中，并将圆形钢块1置于混合料上端，且使涂抹有防水粘结层2一侧靠近保护层改性沥青混合料3，使用旋转压实仪成型带钢块的复合试件，在室温下冷却30min后进行脱模处理，得到的复合试件如图1所示。
使用高强度环氧树脂胶将两块直径150mm的圆形支座分别与复合试件的顶部及底部相粘接，为确保胶面提供足够的强度，须将其在室温条件下施加适当压力静置24h以上。
将UTM环境箱温度设置为25℃，待其温度均匀之后，将带上下两个圆形支座的试件放入环境箱中保温至少5h，然后使用螺栓6将试件的下部圆形支座5固定在UTM环境箱操作平台8的操作平台基座9上，而上部圆形支座4与加载装置的底部相固定。使用UTM控制装置将加载头7拉伸速率设置为10mm/min,开启加载装置，软件可自动记录拉拔试验过程中的力-位移曲线，试验结束之后应仔细观察破坏界面的结构层位及所在位置，并记录试件破坏时的峰值力F为拉拔力。
防水粘结层2的拉拔强度按式（1）计算：
Figure 961385DEST_PATH_IMAGE001
（1）
式中，P为防水粘结层2的拉拔强度（MPa）；F是试件破坏时的峰值力（N）；S是受拉面积（mm²）。
同一种防水粘结层材料在同一温度下须至少进行3组平行试验，最后取均值作为其拉拔强度。
本次实施例的试验结果如表1所示：
表1 为某防水粘结层材料25℃拉拔强度试验结果
Figure 825436DEST_PATH_IMAGE002
需要说明的是，本方案中步骤一中所述的规定用量是指防水粘结层材料根据现有工程项目确定的一个经验用量，或者是为了确定最佳用量而初定的一个用量。

Claims (4)

1.一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
步骤一：对圆形钢块（1）进行打磨除锈处理，并在4h内涂刷富锌漆，待其彻底固化后再涂抹规定用量的防水粘结层（2）材料，在室温条件下进行养生；
步骤二：使用小型搅拌机高温拌和指定级配、沥青用量的保护层改性沥青混合料（3），将称好的沥青混合料迅速倒入旋转压实试模内，然后把步骤一所得钢块放置于保护层改性沥青混合料（3）上部，且使防水粘结层（2）一侧紧靠保护层改性沥青混合料（3），最后使用旋转压实仪成型带钢块的复合试件，室温下冷却一段时间后进行脱模处理；
步骤三：使用高强度环氧树脂胶将上部圆形支座（4）、下部圆形支座（5）分别与步骤二所得复合试件的混合料顶部及钢块底部进行粘接，在室温条件下放置至少24h，以确保树脂胶的粘结效果达到最佳；
步骤四：在确保上下支座与试件粘牢之后，将其放入万能试验机UTM环境箱（10）中指定温度保温至少5h，然后使用螺栓（6）将下部圆形支座（5）与UTM环境箱内操作平台（8）上的操作平台基座（9）固定，上部圆形支座（4）与加载装置的下端固定，最后通过UTM加载装置施加法向拉力进行拉拔试验，试验结束之后可获取试验过程中的力-位移曲线。
2.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，其特征在于，所述步骤一中圆形钢块（1）的尺寸为：直径100mm，厚度10mm。
3.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，其特征在于，所述步骤二的旋转压实试模内径为100mm，旋转压实法成型的复合试件的直径也为100mm。
4.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装防水粘结层拉拔强度室内测试方法，其特征在于，所述步骤四中的拉拔试验，加载装置的加载头（7）拉伸速率可通过UTM控制装置进行调节。
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