桥面铺装排水联结层抗剪切性能评价-葛折圣.docVIP

桥面铺装排水联结层抗剪切性能评价 摘要：采用自制的层间剪切试验装置，通过正交试验设计，比较了不同温度、正压力和材料对桥面层的抗剪性能的影响。结果表明，冲击韧性的试件其平均剪切强度值冲击韧性最大 关键词：水泥桥面；；；剪切试验 0 引言 由国内外对于高速公路的调查发现，由于沥青铺装层的施工离析导致局部空隙率过大 此外，桥梁是竖立在地表之上的结构，桥面与路面结构不同，不受地温的影响，其上下部分均与空气发生对流和热交换，直接经受大气和环境的影响。夏天在强烈的阳光照射下，梁体吸收热量，桥面温度远高于空气温度。调查表明，高温季节由于桥面辐射加热作用，沥青铺装层内部相同深度处的温度比路基段沥青路面高出5℃~10℃。 1 试验材料 1.1水泥混凝土板 0cm×30cm×3cm，体积2.7L.按照表观密度2444kg/m3来计算材料用量。查试验规范取W/C为0.45，砂率为30%，Mwo=200kg，计算材料配合比再乘以体积2.7L，得到每块板材料用量如下： 图1 水泥混凝土板与钢筋网格 图2 用于排水联结层的钢筋网格 1.2钢筋网格 联结层钢筋网所用钢筋直径3mm，制成规格10cm×10cm×3cm的网笼模型，图10cm×10cm，上层中层间隔1cm，中层下层间隔2cm。由于钢筋网制作不便，尺寸存在一定误差。为方便接下来撒铺碎石排水层和嵌入沥青层，实际高度略高于3cm。采用的改性沥青。 2试验方法 2.1试验夹具 MTS材料试验系统MTS材料试验机为电液伺服闭环控制，静、动态多用途万能试验系统。该机设有手动和计算机自动控制两种操作方式。主控计算机采用建立在WindowsNT基础上的OS/2操作系统，自带多个软件包，可以实现预定载荷谱加卸载试验的程序控制；能方便地进行控制与试验数据观察之间的切换，并能对试验曲线坐标进行适时变换。被广泛地用于各种工程材料的力学性能测试工作。主机载荷容量：±100kN，液压动作行程：±150mm；载荷传感器精度：优于0.5%，环境温度范围：-129℃~ +540℃。主要用途：多种材料的静、动态单轴拉伸、压缩、三点弯曲和四点弯曲试验；多种波形和随机疲劳试验。试验夹具采用层间剪切装置，主要部件包括压力机、剪切组件以及预压件；压力机包括加载底座，预压件置于加载底座上，预压件内置有长方体试件；预压件通过压力机锁紧长方体试件。 剪切组件包括剪切压头与剪切底座；剪切底座装于加载底座上，且在剪切底座中心位置设置一定深度的空槽，空槽两侧对称设有接触部。预压装置如图所示。由1块正方形底板、1块正方形顶板、4根导杆和4个锁紧螺栓组成。底板与顶板均为边长为100mm的正方形钢板，厚度为10mm。导杆直径为8.5mm，两根导杆的中心间距为80mm。  试件与预压装置立面图试件与预压装置顶面图剪切装置如图所示由剪切底座和剪切压头组成。 试件、预压装置、剪切装置立面图按以上原理与尺寸标准加工的试验装置，如所示。 （a）剪切底座俯视图 （b）预压装置正视图 预压装置侧视图层间剪切试验方法 试件成型方法0cm×10cm×10cm立方体（由于担心切坏钢筋网，实际尺寸略大），切完后取下四个立方体，晾干，用小刷子把底下报纸刮干净（制作水泥混凝土板时垫模具使用的报纸），用AB0cm×10cm×10cm的试件。放置六个小时以上，等待强度成型即可完成试件的制作。试验过程与步骤 采用的温度分别为常温20度和30度，施加的正压力分别为0.7MPa、1.0MPa，1～4号试件为0.7号试件为1.0MPa。试验步骤如下： ①安装预压装置：预压装置包括底板、顶板、导杆与锁紧螺栓；底板置于长方体试件的底部，顶板置于长方体试件的顶部，且导杆一端通过锁紧螺栓安装于顶板上，另一端置于底板上。 ②预压、锁定长方体试件：将养护好的长方体试件放入预压装置中，然后将装有长方体试件的预压件竖直地放置通过顶板给长方体试件施加压力；然后，逐渐拧紧锁紧螺栓，直至压力读数回零，从而保证通过锁紧螺栓将长方体试件锁紧于预压件内；为减少长方体试件预压后产生的蠕变变形和应力松弛，长方体试件从锁定到开始剪切的时间控制在1min以内（实际30秒左右）。③剪切：将剪切底座安装在MTS材料试验机的加载底座上；剪切底座中心设有空槽，空槽相对两侧对称设有接触部；将锁定的0cm×10cm×10cm长方体试件横放在剪切底座上，接触部分别与沥青混合料层接触，钢板覆盖水泥混凝土部分对称放置在空槽位置（空槽的宽度大于钢板），钢板规格为10cm×6cm×1cm，正好覆盖中间的水泥混凝土部分。压至破坏后取下预压装置、底座、垫上的钢板和压坏的试件，拍照，并更换下一个试件，重复以上的步骤直到所有试件做完。做完后打印出剪切强度和位移数据，对比两种不同