[发明专利]测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能的方法

说明书

本发明涉及一种测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能的方法，其在模拟试样中部预留缝隙，对试样中部施加荷载并通过位移传感器和应力传感器实时检测其荷载与跨中挠度，根据荷载‑跨中挠度曲线计算出钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面的断裂能G_f和界面的抗折强度f_fb，本发明的试验方法所需设备简单便宜，测试方法简便易行，测试结果稳定可靠，采用界面断裂能和抗折强度可以准确的评价钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面的抗裂性能及裂缝的开展情况。

技术领域

本发明属于钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面评价技术领域，具体涉及一种测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能测试方法。

背景技术

由于钢板和环氧沥青混合料是两种不同的材料，在钢桥面板铺装过程中，道路的破坏通常发生在钢板和环氧沥青混合料的铺装界面。钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面中抗裂性能的存在显著地影响路面的使用寿命和服务水平。

钢板和环氧沥青混合料铺装界面开裂后，重复的交通荷载在温度等外界各种因素的作用下产生裂缝尖端处的应力集中，造成大面积开裂。一方面破坏了结构的整体性和连续性，另一方面会促使裂缝进一步发展，在雨水的冲刷下会使钢板锈蚀从而缩短路面的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能测试方法，克服了将界面层和铺装层作为一个整体的研究方法，从而忽略界面层本身的力学特性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能的方法，方法步骤如下：

步骤1、环氧沥青混合料铺装铺设在待测钢桥面板顶面，将待测钢桥面板与环氧沥青混合料铺装制备成长方体梁试件，在待测钢桥面板与环氧沥青混合料铺装的界面处预留缝隙，所述预留缝隙的留设方向为在环氧沥青混合料铺装层上自长方体梁试件的任意一条边向其中心方向留缝，浇筑长方体梁试件完成脱模后，在0～60℃环境下保温60±5min。

步骤2、将长方体梁试件设有预留缝隙的边所在的平面作为底面，竖直放置，在待测钢桥面板的底面中心与环氧沥青混合料铺装的底面中心分别设有支座。

步骤3、利用MTS伺服液压系统对长方体梁试件的顶面界面处施加集中荷载，加载速率为0.5～2mm/min，预留缝隙顶面向上产生裂缝。

步骤4、MTS伺服液压系统实时采集荷载和跨中挠度，直到长方体梁试件被劈裂成两半。

步骤5、确定测试钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面抗裂性能，即断裂能 G_f和抗折强度f_fb：

根据步骤4中采集到的荷载和跨中挠度，以跨中挠度为横轴，荷载为纵轴，作出荷载-跨中挠度曲线，计算跨中挠度从0至CTOD区间与荷载-跨中挠度曲线围成的面积，即为钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面的断裂能G_f，公式如下：

其中，ω₀为荷载-挠度(P-δ)全曲线下的面积，单位为N·mm；N₁为两跨 间长方体梁试件的实际重量，单位为N，δ_max为长方体梁试件破坏时加载点的挠度，单位为mm，取P-δ曲线中的最大挠度；A_lig为产生的裂缝面积，单位为 mm²，所述裂缝面积为裂缝底边长度乘以裂缝开展深度。

钢桥面板与环氧沥青混合料铺装界面的抗折强度f_fb计算公式如下：