[发明专利]一种沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试装置与测试方法

说明书

本发明为一种沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试装置及测试方法，该包括：界面制备模具、恒速加载设备、拉力传感器和数据采集系统；其中，界面制备模具包括上加载板、顶模、卡箍、底模、垫块、下加载板，上加载板、顶模、卡箍、底模、下加载板从上到下依次设置，垫块设置在底模内。本发明的沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试装置结构合理，能够形成可靠的界面；测试方法简单易行，能够确定界面的抗拉强度，有助于分析半柔性沥青路面强度机理。

技术领域

本发明涉及道路工程建筑材料试验检测技术领域，尤其涉及一种沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试装置与测试方法。

背景技术

半柔性材料是在大空隙沥青混合料形成的骨架中，灌注水泥基灌浆料而形成的一种刚度介于沥青混合料和水泥混凝土之间的路面材料，这种材料兼具了水泥混凝土和沥青混合料的优点，具有较高的强度、温度稳定性，抗油污腐蚀能力强，并且无需设置接缝，行驶舒适性好，因此，具有广阔的应用前景。

半柔性材料主要由沥青胶浆、集料、水泥砂浆组成，水泥砂浆包裹沥青胶浆，形成了一个界面，该界面的性能直接影响到半柔性材料的抗裂、抗渗等性能，研究人员认识到了该界面对于半柔性材料的重要意义，尤其是该界面的抗拉强度，并尝试采用各种方法来改善界面的抗拉强度，但是，目前还没有专门用于测试沥青与水泥砂浆界面抗拉强度的设备，研究人员主要采用扫描电镜、纳米压痕等手段或者采用宏观的半柔性材料的力学强度来推测界面的性能，进而评价界面改性效果，这些方法并不能直接的获得界面的抗拉强度。

发明内容

针对现有技术的不足，为了更加科学、可靠的评价沥青与水泥砂浆界面的抗拉强度，本发明旨在提供一种可用于该类型界面抗拉强度测试的装置与方法。

为实现本发明的目的，本发明的沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试装置包括界面制备模具、恒速加载设备(速度控制范围0.1mm/min-1.0mm/min)、拉力传感器(规格要求：精度0.01N，量程1000N)和数据采集系统。

界面制备模具包括：顶模1个、底模1个、卡箍1套、垫块1个、上加载板1个、下加载板1个，均采用硬质金属材料制作。顶模和底模的规格相同，包括细段、粗段和渐变段，细段内半径为5cm，高5mm，与卡箍相连时，细段插入卡箍，粗段内半径为6cm，高2cm，渐变段高2cm，在粗段(远离细段侧)外侧设有螺孔的连接件3个，按照120°间隔，均匀分布，以方便与加载板相连。卡箍由两个相同的半圆环组成，高2cm，中间段高1cm，中间段内半径5cm，上下两端各高5mm，内径比中间段大，满足顶模、底模细段插入连接的要求，两个半圆形卡箍通过螺栓相连，形成一个全圆卡箍。垫块为圆形，厚度不超过1cm，直径比顶模、底模粗段内直径小1mm，满足放入底模粗段内的需要。上、下加载板均为圆形，在其边缘按照120°间隔，开设3个螺栓孔，满足与顶模、底模和恒速加载设备连接的需要；在上加载板的中心开设1个螺孔，满足与拉力传感器的连接需要。

本发明的沥青与水泥砂浆界面抗拉强度测试方法，包括如下步骤：

(1)在顶模、底模、卡箍中段、垫块内表面涂抹脱模剂；

(2)将垫块放入底模，再将下加载板与底模通过螺栓连接；

(3)将两片卡箍用螺栓连接后，套到底模的细段上；

(4)将拟测试的沥青加热至沥青混合料拌合所需的温度，灌入底模，灌入量满足沥青液面升至卡箍中间段的二分之一处附近；

(5)将顶模细段从上方插入卡箍；

(6)待沥青冷却至室温，将拟测试的水泥砂浆灌入顶模，灌入量满足砂浆液面升至顶模粗段；

(7)将上加载板与顶模通过螺栓进行连接；

(8)按照规定条件进行养护，达到龄期后，将模具放置于恒速加载设备的托盘上，下加载板的螺栓孔与托盘上的螺栓孔对应，拧入固定螺栓，实现模具与恒速加载设备的连接；