CN115950820A - 沥青砂浆界面粘结力的测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了沥青砂浆界面粘结力的测定装置及方法，包括供料粘接装置，用于将待测试沥青砂浆与砼体试件粘接；所述供料粘接装置包括密闭连通的试验管、加料机构和高压气源，所述试验管具有一横截面积为S的开口，所述开口边缘与所述砼体试件的下表面接触形成用于容纳待测试沥青砂浆的空间；压紧装置，以及用于将所述砼体试件固定在拉伸仪上的连接装置。本发明提供的测定装置采用了自流式溢出排气，沥青砂浆由下而上的逐步排出空气，解决了粘结面出现气泡而导致测量值低于真实值的问题。同时，本申请采用双向施压的动态恒压压实，解决了刚性压合容易出现的受压不均、受压不足或者受压过度的问题。

Description

沥青砂浆界面粘结力的测定装置及方法

技术领域

本发明涉及材料性能测试技术领域，尤其涉及沥青砂浆界面粘接力的物理性能测试装置，具体涉及沥青砂浆界面粘结力的测定装置及方法。

背景技术

沥青砂浆，是一种由水泥、乳化沥青、细骨料、水和多种外加剂等原材料组成，经水泥水化硬化与沥青破乳胶结共同作用而形成的一种新型有机无机复合材料。现有的公路多采用沥青路面设计，由于沥青路面具有高温稳定性、低温抗裂性、表面具有水稳定性和耐疲劳性等诸多优点而逐步全面替代混凝土路面，且沥青路面的施工速度快，经过施工后能够很快投入使用而被现代公路广泛采用。

然而，沥青路面的热稳定性、抗裂性、水稳定性和耐疲劳性主要取决于沥青砂浆的性能好坏，沥青砂浆的主要性能之一是其粘结力，若粘结力不够，路面在车轮的反复碾压下极易出现波浪、推移、车辙、拥包等问题，为了保证沥青砂浆在投入使用前满足施工项目要求，则须要对沥青砂浆进行粘结力测定，以作为施工的科学依据，避免出现工程质量问题。

现有的沥青砂浆粘结力测定方法较为简单，多采用涂覆使粘接拉伸测定，即通过准备好标准块、配置好的沥青砂浆和混凝土样，通过涂覆粘接凝固后，置于直接拉伸仪中进行拉伸试验，从而获得该沥青砂浆的粘结力。

采用涂覆方式测定引入误差的因素角度，主要包括沥青砂浆涂覆的均匀性，是否夹杂了气泡导致最终粘结力相较于真实值偏低，以及粘接后的沥青层厚大小也会影响最终的测定结果，为了更加精准的测定沥青砂浆在实际施工中所呈现的粘结力，需要一种更加标准和准确的测定装置及方法，以解决上述关于沥青砂浆粘结力测定的问题。

发明内容

为了解决沥青砂浆界面粘结力测定的技术问题，本申请提供沥青砂浆界面粘结力的测定装置及方法用于实现对沥青砂浆界面粘结力的精准测定，避免因涂覆不均引入气泡和/或按压不实导致沥青层厚过大导致最终测定结果失真等问题。

本发明提供的测定装置采用了自流式溢出排气，沥青砂浆由下而上的逐步排出空气，避免粘结面出现气泡而导致测量值低于真实值的问题。同时，本申请采用双向施压的动态恒压压实，避免刚性压合容易出现的受压不均、受压不足或者受压过度的问题。

本发明提供的测定方法基于倒置设置的测定装置实现，进一步加大了砼体试件的体积和重量，将自身重量考虑到测定中，并在测定核算中予以剔除自重，进一步减小了误差的引入，提高了测定结果的准确性。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

沥青砂浆界面粘结力的测定装置，包括供料粘接装置，用于将待测试沥青砂浆与砼体试件粘接；所述供料粘接装置包括密闭连通的试验管、加料机构和高压气源，所述试验管具有一横截面积为S的开口，所述开口边缘与所述砼体试件的下表面接触形成用于容纳待测试沥青砂浆的空间；

压紧装置，用于将所述供料粘接装置与砼体试件按照预设压力进行恒压固定至沥青砂浆凝固；所述压紧装置包括用于放置供料粘接装置的承台，以及用于压合在所述砼体试件顶部的施压机构；

以及用于将所述砼体试件固定在拉伸仪上的连接装置。

为了更好地实现自流式溢出排气，避免沥青砂浆粘结层出现气泡而导致测定结果失真，优选地，所述供料粘接装置包括作为主体结构的底座，所述底座上端面可拆卸密闭连接有所述试验管，所述试验管的开口外边缘采用平面倒角形成斜面；所述底座内还设置有用于密闭连通所述试验管底部和所述加料机构的通道；

所述加料机构包括与所述通道端头可拆卸连接的输料管，以及与所述输料管另一端依次连接的加料罐、加压管、气压表、关断阀和接头，所述加料罐包括可拆卸密闭连接的罐体和罐盖，所述接头与所述高压气源连通。

为了使得排气更均匀，位于试验管内的沥青砂浆更密实，优选地，所述试验管内设置有活塞，所述试验管底部与所述底座之间设置有密封圈。

为了在满足砼体试件与试验管贴平接触的前提下实现理想的自流式溢出排气，同时又能够确保砼体试件能够均匀的受压，优选地，所述试验管外管壁套设有承重卡环，所述承重卡环由对称设置的两块组成，所述承重卡环的下表面与所述底座上表面贴平，所述承重卡环上表面与所述试验管开口端面处于同一水平线。

为了更好的实现动态恒压，同时尽可能的提高砼体试件在于沥青砂浆粘结并凝固为一体的过程中受压均匀，优选地，所述施压机构包括固定安装座所述压紧装置上的壳体，所述壳体内螺纹连接有施压丝杆，所述施压丝杆下端固定连接有可伸缩的导向杆，所述导向杆下端头固定连接有压头，所述压头与所述壳体之间设置有恒压弹簧，所述压头上设置有压力传感器，所述压紧装置上安装有用于显示所述压力传感器当前压力值的显示装置。

为了更好的兼容现有不同型号的拉伸仪器或者直接拉伸仪，优选地，所述连接装置包括作为支撑骨架的支撑机构，沿支撑机构轴向设置并与所述支撑机构驱动连接的调节机构，以及沿所述支撑机构径向滑动安装的多个呈圆周均匀分布的卡接机构，所述卡接机构通过所述调节机构轴向移动实现径向往复滑动以固定卡接所述砼体试件。

再进一步地优选，所述支撑机构包括一体连接的支架，所述支架下端沿径向设置有多个呈圆周阵列分布的套管，任一所述套管均滑动连接有所述卡接机构，所述调节机构包括与所述支架螺纹连接的丝杆，所述丝杆上端头固定连接有转柄，丝杆下端头贯穿所述支架固定连接有锥形体，所述锥形体上下运动推动任一所述卡接机构在所述套管内往复滑动实现对所述砼体试件的卡接。

再进一步地优选，所述卡接机构包括与所述锥形体贴合的滑块，所述滑块靠近所述锥形体一侧具有与所述锥形体相适应的锥形面，所述滑块背离锥形体一侧固定连接有推杆，所述推杆贯穿所述套管固定连接有用于贴合并卡接砼体试件的弧形件，所述弧形件具有沿径向并向内延伸用于卡接所述砼体试件设置的环形槽的凸棱，所述滑块与所述套管之间设置有处于压缩状态的复位弹簧，所述弧形件上端面上固定连接有吊环。

本申请还提供了一种沥青砂浆界面粘结力的测定方法，基于上述的测定装置实现，具体由下述步骤组成：

步骤STP100，砼体试件的制备，采用直径为50mm-100mm的空心钻头取待测试区域现场砼体样本一个，将砼体样本两端头预处理，同时在原理试验端面一侧沿砼体样本圆周设置环形槽，获得所述砼体试件，其中，预处理过程包括依次磨平-抛光-清洗-抛光-清洗-测量-烘干的处理步骤，用于测试端面的平整度不超过0.02mm；

步骤STP200，砼体试件的称重，采用普通高精度电子秤以称量的方式获得砼体试件的重量，并换算获得砼体试件的重力G1；

步骤STP300，砼体试件的试验端面与待测试沥青砂浆粘接：

步骤STP310，砼体试件的预热、安装及检查，将砼体试件在保温箱中恒温加热至预设实验温度T+5℃，再将经预热的砼体试件放置在已经完成安装的底座上，使得砼体试件的待测试端面分别与内径不低于20mm的所述试验管开口边缘以及承重卡环上端面良好接触，并将安装好的砼体试件和底座放置于压紧装置上，并将施压机构的压头牢固压合在砼体试件上端面调整施压机构使得显示装置上显示的当前压力值与试验预设压力一致；

步骤STP320，气密性检查，将加料机构的接头与高压气源连通，打开关断阀保持10秒，检查气压表读数是否与高压气源一致，无误后再迅速关闭关断阀并同时观察气压表读数是否瞬间掉零，若瞬间掉零则重复步骤STP200，若掉零时间超过2秒则进行步骤STP330；

步骤STP330，打开加料罐加入定量恒温待测试沥青砂浆流体，再将加料罐密闭，自然静置30s，然后缓慢打开关断阀，同时观察气压表读数，使得气压表读数保持在0.1bar-0.2bar停止操作关断阀直到显示装置和气压表的读数均缓慢升高，当气压表的读数缓慢升高达到1bar后关闭所述关断阀，并在常温下保持4h；若在保压过程中气压表读数低于0.5bar时，应立即缓慢打开关断阀使得气压表读数达到1bar；

步骤STP400，拉升试验，将施压机构松脱取下相互粘连的砼体试件、承重卡环和底座，拆除承重卡环后将连接装置进行承重后获得连接装置的重力G2；将连接装置与底座分别与拉伸仪的卡盘或者拉升头连接；

步骤STP500，记录读数并计算粘接力，选择最小拉升速率模式开启拉伸仪进行拉升直到砼体试件与试验管脱离或者拉伸仪读数下降，记录拉伸仪最大读数F，计算获得当前横截面为S的沥青砂浆截面粘结力F0=F-（G1+G2），单位N。

有益效果：

1、本发明提供的测定装置通过采用施压机构和高压气源双向施压形成动态压力平衡，同时利用施压机构中的恒压弹簧能够尽可能最大程度的使砼体试件受到的压力均衡，避免采用刚性施压容易出现的受力不均和偏斜问题，最终导致沥青砂浆层厚度不一影响测定结果的准确性。

2、本发明采用由下而上灌注实现自流式溢出排气，能够自然的使沥青砂浆与砼体试件的表面接触，并在预设的试验压力下固化，确保沥青砂浆的粘结力全部呈现，避免误差的引入。

3、本发明还在试验管外周侧设置有承重卡环，进一步扩大砼体试件轴向受力的均匀度，避免受压倾斜。

4、本发明采用气源供压能够通过压力的变化进一步核查气体排空情况和沥青砂浆与砼体试件的粘接情况，加之恒压弹簧的平衡作用能够精准的将整个粘接固化过程控制在预设压力范围内，最大程度地客观反映待测沥青砂浆粘结力测定结果的真实性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明处于粘接试验状态的结构轴测图。

图2是图1的右视图。

图3是图2中沿剖切符号A-A的剖视图。

图4是砼体试件安装连接装置后准备进行拉伸试验的结构轴测图。

图5是图4的主视图。

图6是图5中沿剖切符号B-B的剖视图。

图7是图6中C区结构放大图。

图8是图6中D区结构放大图。

图9是图4的结构爆炸图。

图10是图9另一视觉结构爆炸图。

图11是连接装置的装配状态示意图。

图12是图11的结构爆炸图。

图中：1-连接装置；11-调节机构；111-转柄；112-丝杆；113-锥形体；12-支撑机构；121-支架；122-套管；13-卡接机构；131-滑块；1311-锥形面；132-推杆；133-弧形件；134-凸棱；135-吊环；14-复位弹簧；

2-砼体试件；21-环形槽；3-承重卡环；4-底座；41-试验管；411-斜面；42-活塞；43-密封圈；44-通道；5-加料机构；51-加料罐；52-输料管；53-加压管；54-关断阀；55-接头；6-压紧装置；61-承台；7-施压机构；71-壳体；72-施压丝杆；73-导向杆；74-恒压弹簧；75-压头；76-显示装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供了一种沥青砂浆界面粘结力的测定装置其中一种实施方式，其结构如图1-图6所示，包括供料粘接装置，用于将待测试沥青砂浆与砼体试件2粘接；所述供料粘接装置包括密闭连通的试验管41、加料机构5和高压气源，所述试验管41具有一横截面积为S的开口，其中面积S≥300mm²，所述开口边缘与所述砼体试件2的下表面接触形成用于容纳待测试沥青砂浆的空间；

压紧装置6，用于将所述供料粘接装置与砼体试件2按照预设压力进行恒压固定至沥青砂浆凝固；所述压紧装置6包括用于放置供料粘接装置的承台61，以及用于压合在所述砼体试件2顶部的施压机构7；

以及用于将所述砼体试件2固定在拉伸仪上的连接装置1。

结构及工作原理：供料粘接装置是将经过配置好的待测沥青砂浆按照预设的试验温度加入加料机构5中，在高压气源的推动作用下将待测沥青砂浆通过加料机构5进入到试验管41中并逐步由下而上的填满所述试验管41，从而将残留于试验管41内的空气挤压排出，直到沥青砂浆全部充满整个试验管41与安装在试验管41上端口的砼体试件2的下端面接触。本结构设计倒置式设计是基于充分对沥青砂浆具有的高粘缓流的特性进行充分研究而作出的，经过试验发现，沥青砂浆在高压气源的推动下，其由下而上流动的过程中，沥青砂浆表面并不会呈现与水流相似的水平面，而是呈现中间高，周围低外凸的弧面，沥青砂浆在向上流动形成类似于球面的上表面在与砼体试件2接触时首先是位于最中央的高点与砼体试件2的下端面接触，然后在高压气源的推动下，沥青砂浆与砼体试件2的接触面由中间向圆周外侧逐渐扩大，直到全部覆盖为止，在此过程中，试验管41内的空气从试验管41与砼体试件2下端面的接缝处排出，从而有效的避免气泡的产生。由于沥青砂浆的密度远远大于空气，因此当沥青砂浆全部充满整个试验管41后，位于加料机构5中的压强将会持续增高使得沥青砂浆更加紧实的贴在砼体试件2的表面。值得说明的是，通过简单的涂覆粘接试验得知，当粘接面积200 mm²≥S≥124 mm²时，测得的粘接力误差位于[10.1%-15.4%],当粘接面积120 mm²≥S≥5mm²时，测得的粘接力误差位于[13.7%-34.2%]。其中，粘接面积S越小测定获得的误差越大，因此，尽管在进行拉拔试验过程中，面积S大小均可进行试验，但粘接面积越小，测定的粘接力误差越大，失真度越高；如果取极端值，如取一小滴待测沥青砂浆进行粘接测定，当面积S过小，粘接力过小后，其进行拉伸试验时引入的误差将远远大于实际粘接力的测定数值。例如，当面积S过小时，极限粘接力数值绝对值较小，例如只需要20N即可拉断，但是不可避免的会引入10N误差，这将使得测定结果中，误差占比高达33%，使得测定结果明显失真；当面积S增大时，其不可避免引入的误差并不会随着面积S的增大而增大，从而最终测定的数值的精准度将明显提升。

压紧装置6是用于向砼体试件2施加压力的装置，其施加的力与高压气源施加在沥青砂浆上产生的压强，作用于砼体试件2底部端面上的压力是一对反作用力，目的是实现沥青砂浆在整个粘接和固化过程中能够始终保持在相对稳定的压力作用下，同时避免刚性、单一的作用力对沥青砂浆带来受力不均的不利影响。当完成粘接后，通过连接装置1将砼体试件2固定置于拉伸仪上进行粘接力测定。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图6和图7所示，为了更好地实现自流式溢出排气，避免沥青砂浆粘结层出现气泡而导致测定结果失真，优选地，所述供料粘接装置包括作为主体结构的底座4，所述底座4上端面可拆卸密闭连接有所述试验管41，所述试验管41的开口外边缘采用平面倒角形成斜面411；所述底座4内还设置有用于密闭连通所述试验管41底部和所述加料机构5的通道44；

所述加料机构5包括与所述通道44的端头可拆卸连接的输料管52，以及与所述输料管52另一端依次连接的加料罐51、加压管53、气压表、关断阀54和接头55，所述加料罐51包括可拆卸密闭连接的罐体和罐盖，所述接头55与所述高压气源连通。在进行输料粘接时，首先将加料机构5的接头55与高压气源连通，打开关断阀54保持10秒，检查气压表读数是否与高压气源一致，无误后再迅速关闭关断阀54并同时观察气压表读数是否瞬间掉零，若瞬间掉零则说明试验管41与砼体试件2的接触面存在明显的缝隙漏气，如出现这种情况则不利于后续排气的进行，需要重新进行对砼体试件2进行整平和抛光处理，若掉零时间超过2秒则说明砼体试件2的下端面与试验管41的开口边缘接触具有一定密封性，能够有效地，均匀地排除空气，满足试验条件。打开加料罐51加入定量恒温待测试沥青砂浆流体，再将加料罐51密闭，自然静置30s，然后缓慢打开关断阀54，同时观察气压表读数，使得气压表读数保持在0.1bar-0.2bar停止操作关断阀54直到显示装置76和气压表的读数均缓慢升高，当气压表的读数缓慢升高达到1bar后关闭所述关断阀54，并在常温下保持4h；若在保压过程中气压表读数低于0.5bar时，应立即缓慢打开关断阀54使得气压表读数达到1bar；气压表读数升高的原因是由于沥青砂浆的粒径大于试验管41与砼体试件2的接触面之间的缝隙，当空气排尽后沥青砂浆被封堵在试验管41与砼体试件2围成的空间内，不能快速溢出而使得气压升高，通过调整气压值从而可以任意调节沥青砂浆与砼体试件2之间的贴紧度，满足不同试验需求。

本实施例中，为了减少沥青砂浆的用量，避免沥青砂浆在加料机构5中残留不易清理，同时为了使得排气更均匀，位于试验管41内的沥青砂浆更密实，在一实施例中，还提供一种优化方案，具体地：所述试验管41内设置有活塞42，所述试验管41底部与所述底座4之间设置有密封圈43。这种方案可以使得直接将沥青砂浆置于试验管41中，通过设置的活塞42推动沥青砂浆沿试验管41向上流动实现自流式排气粘接，其他原理与上未安装活塞42一致；但增设活塞42后，使得整个加料机构5中均不会与沥青砂浆接触，只需要清理或者更换试验管41即可，实验更加便捷。

该方案的另一重要应用场景是：通过增设活塞42的加入，还可以针对参杂有粗集料的沥青砂浆进行粘接力试验，通过高压气源施加在活塞42上的压力推动包含粗集料在内的沥青砂浆与砼体试件2接触并压实，能够最大程度的还原真实施工场景，科学计算出实际沥青公路的抗裂、抗压和稳定性能，为项目的寿命估算，沥青厚度设定提供科学依据。若不设置活塞42则无法进行包含粗集料的沥青砂浆进行粘接力测定。

为了进一步检查沥青砂浆的与砼体试件2下端面的接触状态，同时为了在满足砼体试件2与试验管41贴平接触的前提下实现理想的自流式溢出排气，同时又能够确保砼体试件2能够均匀的受压，优选地，所述试验管41外管壁套设有承重卡环3，所述承重卡环3由对称设置的两块组成，所述承重卡环3的下表面与所述底座4上表面贴平，所述承重卡环3上表面与所述试验管41开口端面处于同一水平线。由于承重卡环3与试验管41的上端面处于同一水平面，因此在砼体试件2与试验管41上端面接触抵靠时，砼体试件2同样与承重卡环3也接触抵靠，从而使得砼体试件2在承压时下端面受力面积较大，不会出现局部受力过大造成结构不稳或者损坏的问题。

为了更好的实现动态恒压，同时尽可能的提高砼体试件2在于沥青砂浆粘结并凝固为一体的过程中受压均匀，结合说明书附图1-图3所示，所述施压机构7包括固定安装座所述压紧装置6上的壳体71，所述壳体71内螺纹连接有施压丝杆72，所述施压丝杆72下端固定连接有可伸缩的导向杆73，所述导向杆73下端头固定连接有压头75，所述压头75与所述壳体71之间设置有恒压弹簧74，所述压头75上设置有压力传感器，所述压紧装置6上安装有用于显示所述压力传感器当前压力值的显示装置76。动态恒压是本申请的又一技术亮点，如上所示并参见图3和图6所示结构，当高压气源通过加料机构5向试验管41内供压时，由于沥青砂浆被封闭在试验管41内，因此，此时砼体试件2与沥青砂浆接触的面积S将受到来自高压气源产生的向上的压力，由于压紧装置6的压力是一定的，当来自高压气源的压力过大时，位于压头75处的压力传感器受到的压力将更大，同时显示装置76能够直观的观察到当前的压力值，若高压气源提供的压力持续增大将会克服砼体试件2的重力和来自施压机构7施加在砼体试件2上的压力之和时，则砼体试件2将会被微微顶起，此时砼体试件2的下端面与试验管41之间的缝隙将会增大，沥青砂浆将会溢出达到泄压的目的。当压力减小时，在施压机构7的作用下，砼体试件2又将恢复到初始状态，从而使得沥青砂浆收到的压力始终保持在一个动态恒定状态。这种方式有效的避免了采用刚性压合带来的受力不均，压合倾斜导致沥青砂浆粘接状态不均衡的问题。

实施例3：

为了更好的兼容现有不同型号的拉伸仪器或者直接拉伸仪，本实施例针对连接装置1的结构进行优化设置，具体参见说明书附图6-图12所示，所述连接装置1包括作为支撑骨架的支撑机构12，沿支撑机构12轴向设置并与所述支撑机构12驱动连接的调节机构11，以及沿所述支撑机构12径向滑动安装的多个呈圆周均匀分布的卡接机构13，所述卡接机构13通过所述调节机构11轴向移动实现径向往复滑动以固定卡接所述砼体试件2。

如图11和图12所示，所述支撑机构12包括一体连接的支架121，所述支架121下端沿径向设置有多个呈圆周阵列分布的套管122，任一所述套管122均滑动连接有所述卡接机构13，所述调节机构11包括与所述支架121螺纹连接的丝杆112，所述丝杆112上端头固定连接有转柄111，丝杆112下端头贯穿所述支架121固定连接有锥形体113，所述锥形体113上下运动推动任一所述卡接机构13在所述套管122内往复滑动实现对所述砼体试件2的卡接。所述卡接机构13包括与所述锥形体113贴合的滑块131，所述滑块131靠近所述锥形体113一侧具有与所述锥形体113相适应的锥形面1311，所述滑块131背离锥形体113一侧固定连接有推杆132，所述推杆132贯穿所述套管122固定连接有用于贴合并卡接砼体试件2的弧形件133，所述弧形件133具有沿径向并向内延伸用于卡接所述砼体试件2设置的环形槽21的凸棱134，所述滑块131与所述套管122之间设置有处于压缩状态的复位弹簧14，所述弧形件133上端面上固定连接有吊环135。吊环135的主要作用是针对不便于固定的拉伸仪可采用柔性绑扎方式固定实现固定，以进行拉伸试验，从而提升连接装置的兼容性和实用性。复位弹簧14随时均处于被压缩状态，以使得无论所述锥形体113处于什么位置，所述卡接机构13始终都能够在复位弹簧14的作用下保持沿径向向内的方向移动的趋势，从而当锥形体113完全退出后，任一所述卡接机构13上设置的所述凸棱134始终都能够自然的卡住所述砼体试件2设置的环形槽21，从而能够满足后续的拉伸测定实验。

实施例4：

本实施例提供了一种基于本发明提供的测定装置而实现的沥青砂浆界面粘结力的测定方法，具体由下述步骤组成：

步骤STP100，砼体试件2的制备，采用直径为50mm-100mm的空心钻头取待测试区域现场砼体样本一个，将砼体样本两端头预处理，同时在原理试验端面一侧沿砼体样本圆周设置环形槽21，获得所述砼体试件2，其中，所述预处理过程包括依次磨平-抛光-清洗-抛光-清洗-测量-烘干的处理步骤，用于测试端面的平整度不超过0.02mm；

步骤STP200，砼体试件2的称重，采用普通高精度电子秤以称量的方式获得砼体试件2的重量，并换算获得砼体试件2的重力G1；

步骤STP300，砼体试件2的试验端面与待测试沥青砂浆粘接：

步骤STP310，砼体试件2的预热、安装及检查，将砼体试件2在保温箱中恒温加热至预设实验温度T+5℃，再将经预热的砼体试件2放置在已经完成安装的底座4上，使得砼体试件2的待测试端面分别与内径不低于20mm的所述试验管41开口边缘以及承重卡环3上端面良好接触，并将安装好的砼体试件2和底座4放置于压紧装置6上，并将施压机构7的压头75牢固压合在砼体试件2上端面调整施压机构7使得显示装置76上显示的当前压力值与试验预设压力一致；本步骤中，预设试验温度为T，通常为140℃-160℃，不同的沥青砂浆性质的试验温度存在约20℃-40℃的差异，具体以待测试沥青砂浆的预设温度为准。实际保温温度比预设温度高5℃的目的是避免在安装调试过程中砼体试件2的温度下降导致误差引入。经过测试，砼体试件2安装需要1-5min不等，不同的操作人员的安装时间存在差异，在常温下砼体试件2在5分钟内下降的温度通常不会超过5℃，因此将实际保温温度比预设温度高5℃能够进一步降低试验测定数据与真实数据之间的误差。

步骤STP320，气密性检查，将加料机构5的接头55与高压气源连通，打开关断阀54保持10秒，检查气压表读数是否与高压气源一致，无误后再迅速关闭关断阀54并同时观察气压表读数是否瞬间掉零，若瞬间掉零则重复步骤STP200，若掉零时间超过2秒则进行步骤STP330；

步骤STP330，打开加料罐51加入定量恒温待测试沥青砂浆流体，再将加料罐51密闭，自然静置30s，然后缓慢打开关断阀54，同时观察气压表读数，使得气压表读数保持在0.1bar-0.2bar停止操作关断阀54直到显示装置76和气压表的读数均缓慢升高，当气压表的读数缓慢升高达到1bar后关闭所述关断阀54，并在常温下保持4h；若在保压过程中气压表读数低于0.5bar时，应立即缓慢打开关断阀54使得气压表读数达到1bar；

步骤STP400，拉升试验，将施压机构7松脱取下相互粘连的砼体试件2、承重卡环3和底座4，拆除承重卡环3后将连接装置1进行承重后获得连接装置1的重力G2；将连接装置1与底座4分别与拉伸仪的卡盘或者拉升头连接；

步骤STP500，记录读数并计算粘接力，选择最小拉升速率模式开启拉伸仪进行拉升直到砼体试件2与试验管41脱离或者拉伸仪读数下降，记录拉伸仪最大读数F，计算获得当前横截面为S的沥青砂浆截面粘结力F0=F-G1+G2。当获得当前沥青砂浆粘接的有效面积S和临界拉力F0后可计算获得单位面积内的临界拉力f=F0/S，其中F0的单位为N，S单位为m²。当然，临界粘接力亦可通过拉伸断裂能公式计算获得，由于断裂能计算属于现有技术且需要用实际断裂时的临界功W进行计算，相较于大部分拉伸仪而言需要换算，不及采用单位拉力直观，优选采用单位拉力展示。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：

包括供料粘接装置，用于将待测试沥青砂浆与砼体试件（2）粘接；所述供料粘接装置包括密闭连通的试验管（41）、加料机构（5）和高压气源，所述试验管（41）具有一横截面积为S的开口，所述开口边缘与所述砼体试件（2）的下表面接触形成用于容纳待测试沥青砂浆的空间，其中面积S≥300mm²；

压紧装置（6），用于将所述供料粘接装置与砼体试件（2）按照预设压力进行恒压固定至沥青砂浆凝固；所述压紧装置（6）包括用于放置供料粘接装置的承台（61），以及用于压合在所述砼体试件（2）顶部的施压机构（7）；

以及用于将所述砼体试件（2）固定在拉伸仪上的连接装置（1）。

2.根据权利要求1所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述供料粘接装置包括作为主体结构的底座（4），所述底座（4）上端面可拆卸密闭连接有所述试验管（41），所述试验管（41）的开口外边缘采用平面倒角形成斜面（411）；所述底座（4）内还设置有用于密闭连通所述试验管（41）底部和所述加料机构（5）的通道（44）；

所述加料机构（5）包括与所述通道（44）的端头可拆卸连接的输料管（52），以及与所述输料管（52）另一端依次连接的加料罐（51）、加压管（53）、气压表、关断阀（54）和接头（55），所述加料罐（51）包括可拆卸密闭连接的罐体和罐盖，所述接头（55）与所述高压气源连通。

3.根据权利要求2所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述试验管（41）内设置有活塞（42），所述试验管（41）底部与所述底座（4）之间设置有密封圈（43）。

4.根据权利要求3所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述试验管（41）外管壁套设有承重卡环（3），所述承重卡环（3）由对称设置的两块组成，所述承重卡环（3）的下表面与所述底座（4）上表面贴平，所述承重卡环（3）上表面与所述试验管（41）开口端面处于同一水平线。

5.根据权利要求1所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述施压机构（7）包括固定安装座所述压紧装置（6）上的壳体（71），所述壳体（71）内螺纹连接有施压丝杆（72），所述施压丝杆（72）下端固定连接有可伸缩的导向杆（73），所述导向杆（73）下端头固定连接有压头（75），所述压头（75）与所述壳体（71）之间设置有恒压弹簧（74），所述压头（75）上设置有压力传感器，所述压紧装置（6）上安装有用于显示所述压力传感器当前压力值的显示装置（76）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述连接装置（1）包括作为支撑骨架的支撑机构（12），沿支撑机构（12）轴向设置并与所述支撑机构（12）驱动连接的调节机构（11），以及沿所述支撑机构（12）径向滑动安装的多个呈圆周均匀分布的卡接机构（13），所述卡接机构（13）通过所述调节机构（11）轴向移动实现径向往复滑动以固定卡接所述砼体试件（2）。

7.根据权利要求6所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述支撑机构（12）包括一体连接的支架（121），所述支架（121）下端沿径向设置有多个呈圆周阵列分布的套管（122），任一所述套管（122）均滑动连接有所述卡接机构（13），所述调节机构（11）包括与所述支架（121）螺纹连接的丝杆（112），所述丝杆（112）上端头固定连接有转柄（111），丝杆（112）下端头贯穿所述支架（121）固定连接有锥形体（113），所述锥形体（113）上下运动推动任一所述卡接机构（13）在所述套管（122）内往复滑动实现对所述砼体试件（2）的卡接。

8.根据权利要求7所述的沥青砂浆界面粘结力的测定装置，其特征在于：所述卡接机构（13）包括与所述锥形体（113）贴合的滑块（131），所述滑块（131）靠近所述锥形体（113）一侧具有与所述锥形体（113）相适应的锥形面（1311），所述滑块（131）背离锥形体（113）一侧固定连接有推杆（132），所述推杆（132）贯穿所述套管（122）固定连接有用于贴合并卡接砼体试件（2）的弧形件（133），所述弧形件（133）具有沿径向并向内延伸用于卡接所述砼体试件（2）设置的环形槽（21）的凸棱（134），所述滑块（131）与所述套管（122）之间设置有处于压缩状态的复位弹簧（14），所述弧形件（133）上端面上固定连接有吊环（135）。

9.沥青砂浆界面粘结力的测定方法，其特征在于：采用权利要求8所述的测定装置实现，具体由下述步骤组成：

步骤STP100，砼体试件（2）的制备，采用直径为50mm-100mm的空心钻头取待测试区域现场砼体样本一个，将砼体样本两端头预处理，同时在原理试验端面一侧沿砼体样本圆周设置环形槽（21），获得所述砼体试件（2），其中，所述预处理过程包括依次磨平-抛光-清洗-抛光-清洗-测量-烘干的处理步骤，用于测试端面的平整度不超过0.02mm；

步骤STP200，砼体试件（2）的称重，采用普通高精度电子秤以称量的方式获得砼体试件（2）的重量，并换算获得砼体试件（2）的重力G1；

步骤STP300，砼体试件（2）的试验端面与待测试沥青砂浆粘接：

步骤STP310，砼体试件（2）的预热、安装及检查，将砼体试件（2）在保温箱中恒温加热至预设实验温度T+5℃，再将经预热的砼体试件（2）放置在已经完成安装的底座（4）上，使得砼体试件（2）的待测试端面分别与内径不低于20mm的试验管（41）开口边缘以及承重卡环（3）上端面良好接触，并将安装好的砼体试件（2）和底座（4）放置于压紧装置（6）上，并将施压机构（7）的压头（75）牢固压合在砼体试件（2）上端面调整施压机构（7）使得显示装置（76）上显示的当前压力值与试验预设压力一致；

步骤STP320，气密性检查，将加料机构（5）的接头（55）与高压气源连通，打开关断阀（54）保持10秒，检查气压表读数是否与高压气源一致，无误后再迅速关闭关断阀（54）并同时观察气压表读数是否瞬间掉零，若瞬间掉零则重复步骤STP200，若掉零时间超过2秒则进行步骤STP330；

步骤STP330，打开加料罐（51）加入定量恒温待测试沥青砂浆流体，再将加料罐（51）密闭，自然静置30s，然后缓慢打开关断阀（54），同时观察气压表读数，使得气压表读数保持在0.1bar-0.2bar停止操作关断阀（54）直到显示装置（76）和气压表的读数均缓慢升高，当气压表的读数缓慢升高达到1bar后关闭所述关断阀（54），并在常温下保持4h；若在保压过程中气压表读数低于0.5bar时，应立即缓慢打开关断阀（54）使得气压表读数达到1bar；

步骤STP400，拉升试验，将施压机构（7）松脱取下相互粘连的砼体试件（2）、承重卡环（3）和底座（4），拆除承重卡环（3）后将连接装置（1）进行承重后获得连接装置（1）的重力G2；将连接装置（1）与底座（4）分别与拉伸仪的卡盘或者拉升头连接；

步骤STP500，记录读数并计算粘接力，选择最小拉升速率模式开启拉伸仪进行拉升直到砼体试件（2）与试验管（41）脱离或者拉伸仪读数下降，记录拉伸仪最大读数F，计算获得当前横截面为S的沥青砂浆截面粘结力F0=F-（G1+G2），单位N。

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