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复合式路面层间界面剪切滑移特性
2023年08月30日    阅读量:128117    新闻来源:曹明明,《交通运输工程学报》2018年8月  |  投稿

摘 要

依托南大梁高速公路复合式路面试验段,测试了不同糙化界面的露骨率和构造深度,并钻取芯样进行45°剪切试验。结合45°剪切试验测试结果与层间剪切过程力学特性,将层间剪变特性曲线划分为弹性阶段、破坏阶段、剪切强度衰减阶段和残余阶段,采用界面构造深度、剪切强度峰值、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标评价层间剪变特性,分析了界面糙化方式、防水黏结材料类型和用量、温度和加载速率对复合式路面层间剪变特性的影响。测试结果表明:凿毛界面构造深度(1.17mm)大于喷砂界面构造深度(0.37mm),结合不同糙化界面下剪切过程的层间力学特性差异,凿毛界面较喷砂界面所成型复合试件具有更优的抗剪性能;防水黏结材料相同时,凿毛界面层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移(0.19~0.79mm)较喷砂界面(0.16~0.33mm)更大,且防水黏结材料对残余剪切强度和剪切强度峰值的影响大于层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移的影响;整体而言,温度对层间剪变特性影响显著,5℃时层间剪切强度峰值为40℃时的7.0~10.0倍,测试条件对层间剪切强度影响较大,50mm·min-1加载速率时测试层间剪切强度峰值为5mm·min-1加载速率时的1.9~3.5倍沥青网sinoasphalt.com。可见,凿毛糙化方式更有助于提高复合式路面层间剪切强度,且复合式路面层间剪变特性需采用多指标予以评价。


关键词

路面工程 | 复合式路面 | 45°剪切试验 | 防水黏结层 | 剪切强度 | 层间滑移特性 | 残余剪切强度


0、引言


水泥混凝土基面和沥青混凝土间的层间黏结较差是复合式路面病害的主要根源[1],较差的层间黏结可能导致路面服务年限缩短40%~83%[2]。若水泥混凝土基面和沥青混凝土层间黏结不佳,在车轮荷载的反复作用下,层间易出现推移或变形趋势,在沥青混凝土薄弱处(如裂缝处或材料本身剪切强度较低处)易率先出现推移裂缝,在交通荷载和自然环境的反复作用下,裂缝逐渐向四周扩展,沥青混合料可能出现向轮迹带两侧迁移的趋势,出现早期推移和拥包病害,形成界面间相对滑移,且较差的层间黏结作用下可能导致沥青混合料压实较为困难[3-4]。对该类病害沥青路面钻芯取样发现,大多水泥混凝土界面光滑,或无防水黏结材料痕迹,见图1。复合式路面层间黏结的影响因素主要包括水泥混凝土界面的粗糙度和强度、防水黏结层的黏结性能和耐久性、防水黏结层的污染程度、层间结合状况、路面的压实度等[5-6],因此,为提高复合式路面的承载能力、服务性能与耐久性,并减小运营期间养护费用,复合式路面应具有良好的层间黏结特性[7-8]。


张娟等研究了防水黏结材料、基面糙化方式、上层混合料类型和试验条件对复合试件层间剪切强度峰值的影响[9-12];Mohammad等结合现场试验与室内试验,研究了防水黏结材料、界面类型、基面干湿状况和试件准备方式对层间剪切强度峰值的影响[13];罗志刚等研究了界面污染状况和饱水条件对层间黏结特性的影响[14];曹明明等研究了防水黏结材料、基面糙化方式、成型方式、剪切方式与温度对层间剪切强度的影响[15]。以上文献主要研究不同因素(如界面糙化方式、防水黏结材料、温度、浸水、冻融和层间污染程度等)对路面层间剪切强度的影响,针对层间剪切破坏特征或机理的研究较少。李忠林借鉴型钢混凝土黏结滑移理论,提出了水泥混凝土基面与沥青混凝土之间界面应力失效的本构模型,并提出采用层间抗剪系数评价层间抗剪能力,层间抗剪系数采用剪切强度峰值与剪切强度峰值对应的层间相对滑动位移比值表示[16];裴建中测试了不同材料(或厚度)、温度与水泥混凝土基面粗糙度下,水泥混凝土基面与沥青面层层间剪变特性,提出采用割线模量表征界面剪切系数,界面剪切系数越大,层间剪切强度愈大[17],但研究没有考虑残余剪切强度,且割线模量的精度较低,无法作为评价指标;刘丽将沥青路面层间破坏过程的4个阶段(初始阶段、稳定增长阶段、破坏阶段和滑动摩擦阶段)简化为线性增长和滑动摩擦2个阶段,并提出采用剪切强度峰值与对应的剪切变形值和发生剪切破坏后,层间滑动摩擦因数来评价层间剪变特性[18],但未对层间滑动摩擦因数的计算方法等进行介绍;田帅等从定性角度分析了不同温度下碳纤维界面、原状界面、碳纤维+露石界面下的剪变特性[19],但研究缺乏具体定量分析;Chen等将沥青混合料层间剪变特性曲线划分为3个阶段,包括线性阶段、过渡阶段和残余阶段,采用的评价指标为切线模量、剪切强度峰值和残余剪切强度[20],但切线模量精度较低,且研究未考虑剪切破坏时层间相对滑动位移。


目前,复合式路面层间力学特性主要采用单一的剪切强度峰值予以评价,且已有研究主要集中于层间界面特性、材料特征、测试条件或外界条件对其层间力学特性的影响,但层间力学特性由其加载的整个过程决定,不单一受限于破坏峰值强度,因此,应采用多指标体系评价复合式路面层间力学特性,并应考虑加载过程中的层间剪变特性。


本文依托四川省南大梁(南充-大竹-梁平)高速公路,在不同糙化方式处理(原状、喷砂打毛和凿毛)的水泥混凝土界面上铺设了聚合物反应型防水黏结涂料(简称防水黏结涂料)和SBS改性沥青同步碎石封层,研究了不同界面糙化方式、不同防水黏结材料类型和用量、不同温度与不同加载速率下层间剪变特性,并提出采用构造深度、剪切强度峰值、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度评价层间剪变特性。

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1、防水黏结层与试验方法


1.1聚合物反应型防水黏结涂料


聚合物反应型防水黏结涂料技术指标测试结果见表1。45°剪切试验确定各糙化界面的防水黏结涂料用量分别为:凿毛界面防水黏结涂料用量为0.4~0.6kg.m^-2,喷砂界面与原状界面防水黏结涂料用量均为0.3~0.5kg.m^-2。

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1.2SBS改性沥青同步碎石封层


SBS改性沥青同步碎石封层采用SBS改性沥青,各指标测试值见表2。9.5~13.2mm的单粒径碎石采用华蓥山石灰岩,指标测试结果见表3。45°剪切试验确定的各糙化界面的SBS改性沥青最佳用量分别为:凿毛界面SBS改性沥青最佳用量为1.6~1.9kg.m^-2,喷砂界面SBS改性沥青最佳用量为1.4~1.6kg.m^-2,原状界面SBS改性沥青最佳用量为1.2~1.4kg.m^-2;碎石洒布量应为60%~70%满铺面积。

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1.3试验方法


试件制作采用现场铺筑并钻芯取样法。现场铺筑5cm厚水泥混凝土试验段(10m×30m)并养生28d后,对水泥混凝土基面进行喷砂打毛或凿毛台车凿毛,并采用高压吹风装置和高压水车对已打毛的基面进行清洗(水泥混凝土表面必须干燥、清洁、无污染),测试水泥混凝土基面的露骨率、构造深度和摆式摩擦因数,接着根据预先确定的防水黏结材料用量涂刷或喷洒防水黏结材料,并等防水黏结层实干后铺设5cm厚的SBS改性沥青AC-20C沥青混凝土,冷却后采用10cm钻筒进行钻芯取样(10cm圆柱体),并在室内进行45°剪切试验,见图2。除特别说明,后文剪切性能测试采用45°剪切试验,加载速率采用5mm·min^-1,试验结束条件为剪切强度衰减至最大剪切强度的30%或剪切强度基本保持不变,测试温度为25℃,防水黏结材料均采用其对应糙化界面的最佳用量。

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2、层间滑移特性分析


层间相对滑动位移为45°剪切试验过程中,上部沥青混凝土试件相对下部水泥混凝土试件错开的位移。层间剪切强度τ与相对滑动位移S曲线(τ-S曲线)见图3。τ-S曲线在45°剪切试验过程中大致经历4个阶段[21-23]。


(1)弹性阶段(OA):加载初期,层间剪应力与相对滑动位移基本呈线性增长,施加的外力主要用于克服层间黏结作用和静摩擦力,试件周边没有明显的裂缝;图3弹性阶段结束点(A点)剪切强度采用τ0表示,A点层间相对滑动位移采用S0表示。


(2)破坏阶段(AB):随着荷载的逐渐增大,界面的相对滑动位移逐步明显增大,层间剪切强度逐渐达到峰值;该阶段层间不可恢复的化学黏结作用逐渐减小,凹凸不平的水泥混凝土界面和沥青混合料之间的微观咬合力逐渐发挥主导作用,τ-S曲线进入明显的非线性阶段,τ-S近似服从双曲线,宏观上表现为试件前后加载部位出现明显裂缝,并随外力增大逐渐发展和向周边延伸,此时层间黏结力主要由层间嵌锁力和未发生相对滑动部位的化学结合力提供,防水黏结材料和层间界面糙化方式对该阶段的影响均较大;τ-S曲线上剪切强度峰值(图3中B点)采用τ1表示,其对应的层间相对滑动位移采用S1表示。


(3)剪切强度衰减阶段(BC):层间剪切强度达到最大值后,随着位移增大,不可恢复的化学黏结作用逐渐丧失,机械咬合力随层间相对滑移的增大,在竖向压力作用下,经历破坏、重建、再破坏的过程,层间剪切强度逐渐下降,摩阻力和机械咬合力为主要剪切强度的提供者,τ-S曲线近似服从双曲线。


(4)残余阶段(CD):经历大幅度剪切强度衰减阶段后,不同界面或防水黏结层会随位移的增加呈现不同的发展态势(τ-S曲线近似服从双曲线、直线或振荡线),凿毛界面或SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时,在位移达到一定程度后,随着位移增大,层间剪切强度基本保持恒定,即在层间化学胶结力丧失后,摩阻力仍能提供一定的层间剪切强度,不随上下层间错开位移的增大而变化,剩余的抗剪能力则为层间残余剪切强度,摩阻力为主要剪切强度提供者;喷砂界面且防水黏结材料为防水黏结涂料时,尤其在低温环境下,层间摩阻力较小,剪切强度衰减较快,直至试件破坏,则该类情况下不存在残余阶段,层间界面糙化方式对该阶段的影响相对较大;残余阶段剪切强度采用τ2表示,其对应的层间相对滑动位移采用S2表示。


较大层间剪切强度峰值可提供足够的抵抗车辆水平推力的能力,但在超载且刹车工况下,层间的剪切强度往往易于超过层间剪切强度峰值,层间薄弱带出现破坏裂缝后,界面间相对滑动位移较小且试件远未达到剪切强度时,层间仍可抵抗较大水平推力,考虑到沥青混合料具有一定的自愈能力,随着时间的延长和自然环境的变化,已开裂的裂缝可能会逐渐变小或愈合,可延长路面的使用寿命。另外,高频的弯拉应力作用下,沥青混合料铺装不断经受着弯拉应力的交替变化,且沥青混合料和水泥混凝土之间模量差异引起的不协调变形,均会导致层间黏结能力的衰减,粗糙界面衰减程度明显小于粗糙度较小的界面[24-25],因此,现阶段仅采用剪切强度峰值评价层间抗剪特性的方法明显存在不足,还需引入界面构造深度、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标共同评价层间抗剪特性,并初步界定在多指标评价层间剪变特性可能出现不一致甚至互相矛盾的结果时,以剪切强度峰值和残余剪切强度作为首选评价指标。


剪切强度峰值表征了层间发生剪切破坏时,所能承受的最大剪切强度,综合体现了层间的黏结力和摩阻力,其值越大,层间剪切性能越好[26]。路面未出现明显推移,仅局部存在推移细裂缝,层间发生较大的相对滑动位移或层间黏结失效前,剪切强度峰值对应层间相对滑动位移S1表征了层间的黏结特性,发生剪切破坏时的相对滑动位移越大,层间黏结性能越好,层间发生剥离的可能越低,尤其最大变形量较大时。残余剪切强度表征了试件剪切破坏后层间剪变特性,其值越大,层间剪切破坏后,所能承受的剪切强度越大,变形后恢复能力越强。界面粗糙度较大时,剪变曲线波动较大,斜率的准确度较低,剪变特性曲线斜率不应作为层间剪变特性的评价指标之一。


3、层间滑移特性影响因素分析


3.1界面糙化方式对层间滑移特性影响分析


南大梁高速公路现场测试的凿毛界面露骨率均值为91%(85%~96%),构造深度为1.17mm,喷砂界面露骨率均值为34%(16%~52%),构造深度为0.37mm,凿毛界面具有非常丰富的随机分布的微观和宏观纹理(图4),构造深度较大,一部分集料微凸出,凹凸不平的表面提供宏观构造,外露集料的微观纹理提供微观构造,形成空间上的三维粗糙界面,增大了水泥混凝土界面与沥青混合料间的层间黏结,从而有利于荷载的均匀扩散,粗糙度较大,残余剪切强度较大。喷砂界面宏观构造小于凿毛界面,表面近似平面,层间黏结力主要依靠喷砂打毛形成的宏观构造和微观构造,粗糙度相对较小,残余剪切强度较小。原状界面基本不存在宏观构造,层间抗剪能力均依靠于微观构造,粗糙度相对最小,且表面存在较厚的浮浆,在水平力作用下易发生剪切破坏,残余剪切强度最小。另外,层间发生剪切破坏后,层间防水黏结材料发生不同程度的形态、化学结构和机械性能的变化,导致防水黏结材料的化学胶结作用下降或丧失,层间剪切强度逐渐由界面处形成的粗糙摩阻力提供,形成残余剪切强度,则粗糙度越大,残余剪切强度越大[27-28]。界面糙化方式对层间滑移特性的影响具体见图5,可得:虽然喷砂和凿毛界面初始剪切强度差距不大,但层间出现破坏后,喷砂界面剪切强度的衰减速度明显快于凿毛界面,且凿毛界面的残余剪切强度大于喷砂界面和原状界面,从另一方面说明,凿毛界面剪切强度受防水黏结材料的影响小于喷砂界面和原状界面。

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界面糙化方式对层间剪变特性具有重要的影响,流动的防水黏结材料可置换出粗糙界面中的空气,与水泥混凝土基面紧密接触,在水平剪应力作用下,粗糙的界面会阻碍层间滑移,形成锁-钥效应,且粗糙基面可增大防水黏结材料与水泥混凝土表面的接触面积,增加层间摩阻力,且3种处治界面下,层间发生破坏时,层间相对滑动位移均较小,不存在明显的滑移特征,凿毛界面层间相对滑动位移大于喷砂界面,防水黏结材料采用SBS改性沥青同步碎石封层时的层间相对滑动位移大于防水黏结材料采用防水黏结涂料时,因此,凿毛界面较喷砂界面和原状界面更有助于提高层间综合抗剪性能。


图5和试验过程观察得:喷砂和原状界面在试件出现剪切破坏后,层间剪切强度达到峰值,随后在外力作用下,层间剪切强度快速衰减,而凿毛界面试件发生剪切破坏时(此时剪切强度称为失效剪切强度),层间剪切强度并未达到峰值,随着外力的继续作用,层间剪切强度继续增大,且在达到峰值后随位移增大,凿毛界面层间剪切强度衰减速率明显慢于喷砂界面,残余剪切强度较大。选取典型凿毛试件失效剪切强度和剪切强度峰值汇总于表4(每种防水黏结材料选取3个平行试件,其中,试件1~3防水黏结层材料采用防水黏结涂料,试件4~6防水黏结层材料采用SBS改性沥青同步碎石封层),可得:高温条件下,采用防水黏结涂料作为防水黏结材料时(试验温度为60℃),凿毛界面剪切强度峰值为失效剪切强度的1.11~1.23倍,采用SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时(试验温度为40℃),凿毛界面剪切强度峰值为失效剪切强度的1.31~1.75倍,可见凿毛界面剪切强度峰值明显高于失效剪切强度,尤其当防水黏结材料为SBS改性沥青同步碎石封层时。因为凿毛界面具有较为突出的三维立体空间粗糙度,在试件发生层间破坏后,机械咬合力和层间摩阻力增大幅值大于化学结合力的逐渐减小值,导致层间剪切强度仍继续增大,且防水黏结材料为SBS改性沥青同步碎石封层时,SBS改性沥青具有明显的黏弹性特性,在层间破坏后,仍具有较大层间化学黏结力,层间残余剪切强度较大。

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3.2防水黏结材料用量对层间滑移特性影响分析


层间剪切强度取决于水泥混凝土基面的粗糙度、防水黏结材料的黏结性能和沥青混合料面层的力学性能。在界面糙化方式和上部沥青混合料性能确定的情况下,防水黏结材料的黏结性能和用量对层间剪切强度具有较大的影响,具体见图6、7,结论如下。

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(1)防水黏结材料用量与层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移S1无明显规律性,但整体而言,除防水黏结材料用量特别小时,防水黏结材料用量对层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移S1影响较小,喷砂界面层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移S1为0.16~0.33mm;凿毛界面S1大于喷砂界面,防水黏结材料采用SBS改性沥青同步碎石封层时S1为0.19~0.79mm,防水黏结材料采用防水黏结涂料时S1为0.22~0.37mm;无论采用何种糙化界面,防水黏结材料采用SBS改性沥青同步碎石封层时,S1都大于防水黏结材料采用防水黏结涂料时。


(2)防水黏结材料用量对层间剪切强度峰值有一定的影响,随着防水黏结材料用量增加,层间剪切强度峰值均出现先增大后减小的趋势,黏结层用量较小时,较小的防水黏结材料无法完全填充糙化界面表面空隙,导致层间出现微缝隙,且防水黏结材料的化学胶结力无法最大限度地发挥,层间剪切强度较小,随着防水黏结材料用量增大,防水黏结材料逐渐填充水泥混凝土界面的凹陷区,减少了层间的微缝隙,层间剪切强度峰值增大,防水黏结材料正好填充水泥混凝土界面的凹陷区时,层间剪切强度最大,再增加防水黏结材料用量,会在层间造成富油区,起润滑作用,在高温条件下尤为明显,导致层间黏结力下降,无法充分发挥界面粗糙度产生的摩擦作用。


(3)对于喷砂界面,SBS改性沥青同步碎石封层的最佳用量为1.2~1.6kg.m^-2,防水黏结涂料的最佳用量为0.3~0.5kg.m^-2;对于凿毛界面,SBS改性沥青同步碎石封层的最佳用量为1.6~1.9kg.m^-2,防水黏结涂料的最佳用量为0.4~0.6kg.m^-2;凿毛界面最佳防水黏结材料用量略大于喷砂界面,SBS改性沥青同步碎石封层最佳用量对界面粗糙度的依赖程度大于防水黏结涂料,后者流动性大于前者。


(4)防水黏结涂料的残余剪切强度小于SBS改性沥青同步碎石封层,喷砂界面的残余剪切强度小于凿毛界面,同时,防水黏结材料用量对残余剪切强度的影响较大,防水黏结材料用量较小时,残余剪切强度较小,在最佳用量下,残余剪切强度最大,尤其在水泥混凝土基面为凿毛界面和SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时。


(5)常温下,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时,层间发生剪切破坏后,2个试件发生错位,但层间仍具有一定黏结作用,用手不易掰开,且剪切破坏后的水泥混凝土表面黏有大量沥青混合料,破坏面多发生在防水黏结材料和沥青混合料间,但防水黏结涂料发生剪切破坏后,2个试件发生错位,层间残余强度较小,易于掰开,且破坏面多发生在防水黏结材料和水泥混凝土试件间。


从以上分析得,残余剪切强度和剪切强度峰值对防水黏结材料具有一定的敏感性,而层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移S1的影响较小。


3.3温度对层间滑移特性的影响


依托工程地处川东地区,属中亚热带湿润气候区,所在地年平均气温为16.5℃,1月平均气温为6.0℃,7月平均气温为27.0℃,最高气温为39℃,剪切试验测试温度的高温选用40℃。沥青材料和层间剪切性能对温度较为敏感[29],温度对层间剪切性能影响的测试结果见图8、9,结论如下。

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(1)随着温度增加,层间剪切性能衰退较快,依剪切强度峰值而言,防水黏结涂料较SBS改性沥青同步碎石封层,喷砂界面较凿毛界面均有更高的剪切强度,但随着温度升高,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时,凿毛界面较喷砂界面有更高剪切强度峰值,在高温条件下,防水黏结材料起润滑作用,层间剪切强度主要由界面粗糙度提供,凿毛界面粗糙度大于喷砂界面。


(2)温度为5℃,层间发生剪切破坏时,各类界面和防水黏结层的层间相对滑动位移均最大,但层间发生剪切破坏后,层间剪切性能衰减较快,尤其层间防水黏结材料采用防水黏结涂料时,层间破坏形式表现出明显的低温脆裂特性,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时,层间破坏后剪切强度衰减速度慢于采用防水黏结涂料时,凿毛界面慢于喷砂界面;试验温度为5℃时,剪切破坏多发生在水泥混凝土界面和防水黏结材料之间,部分水泥混凝土试件顶部出现了剪坏的情况。


(3)温度为15℃~25℃时,随着温度升高,层间发生剪切破坏时,残余剪切强度逐渐增大,材料逐渐由5℃时的低温脆裂特性向黏弹性转变。


(4)温度为40℃时,层间相对滑动位移最小,喷砂界面小于凿毛界面,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时层间相对滑动位移大于防水黏结涂料时,试件发生剪切破坏后,表现出明显黏性特征,尤其SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时或界面糙化方式采用凿毛界面时;温度为40℃时,剪切破坏多发生在沥青混凝土界面和防水黏结材料间,沥青混凝土试件底部出现剪坏的情况,尤其以SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时。


总体而言,试验温度从5℃增加至40℃时,防水黏结材料经历了脆裂—黏弹性—黏性的过程,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结层时或界面糙化方式采用凿毛界面时,剪切破坏后的残余剪切强度大于其他形式的防水黏结材料或界面糙化方式。


3.4加载速率对层间滑移特性的影响


复合试件的界面糙化方式采用凿毛台车凿毛,防水黏结材料采用SBS改性沥青同步碎石封层,试验温度为25℃时,加载速率对层间滑移特性影响测试结果见图10,可得:随着加载速率增大,剪切强度峰值逐渐增大,层间剪切强度受加载速率(或行车速度)影响较大,但弹性阶段和破坏阶段初期,不同加载速率下剪变特性曲线基本重合(与纪伦等的结论[30]一致),层间剪切破坏后,5mm·min^-1加载速率下,随位移增大剪切强度衰退较慢,其他加载速率下剪切强度的衰退斜率基本一致。这是因为在试件发生剪切破坏后,层间剪切强度主要靠机械咬合力和摩阻力,而不同加载速率试件采用的界面糙化方式和防水黏结材料相同,机械咬合力和摩阻力差距较小,则剪切强度衰退规律大同小异,而不同加载速率下的试件破坏时,作用在试件上的正应力不同,导致残余剪切强度有所差异。

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4、结语


(1)层间剪变特性曲线可划分为弹性阶段、破坏阶段、剪切强度衰减阶段和残余阶段,弹性阶段近似服从直线,破坏阶段和剪切强度衰减阶段近似服从双曲线,残余阶段根据不同界面糙化方式或防水黏结材料类型,表现出双曲线、直线或振荡曲线特征,甚至低温环境下,层间界面糙化方式采用喷砂打毛且防水黏结材料为防水黏结涂料时,层间剪变特性曲线不存在残余阶段。


(2)根据层间剪变特性曲线,基于采用单一剪切强度峰值评价层间剪切性能存在缺陷,采用界面构造深度、剪切强度峰值、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标评价层间剪变特性。


(3)从机理上对不同糙化方式下层间剪变特性进行了分析,试验表明凿毛界面较喷砂界面和原状界面有更高残余剪切强度和层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移,且喷砂和原状界面试件剪切破坏和剪切强度峰值同步出现,但凿毛界面在试件发生剪切破坏时,层间剪切强度并未达到峰值,以SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时尤为明显。


(4)防水黏结材料用量对层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移影响较小,但对残余剪切强度和剪切强度峰值影响较大,SBS改性沥青同步碎石封层作为防水黏结材料时的S1大于防水黏结涂料时,SBS改性沥青同步碎石封层最佳用量对界面的依赖度大于防水黏结涂料。


(5)试验温度从5℃增至40℃时,以沥青基为重要组成成分的防水黏结材料经历了脆性—黏弹性—黏性的转变,温度对层间剪切强度峰值、S1和残余剪切强度均有较大影响,而加载速率对剪切强度峰值影响较大。


(6)下步针对剪切强度峰值、界面构造深度、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标共同评价层间抗剪特性时可能出现不一致甚至互相矛盾的结果时,通过试验和数据分析确定具体综合评价方法。


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