一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温性能测试的方法

摘要

一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温性能测试的方法，其中所述拉伸试验机包括拉伸测试机、低温装置和处理器。该方法包括以下步骤：压缝带测试件制备步骤；安装拉伸步骤，将测试件放置于低温装置中按照预定的时间进行保温，而后安装在所述拉伸测试机上；测试参数的步骤，包括在测试过程中，拉伸测试机通过所述拉杆结构双向相对拉伸压缝带测试件，并利用所述处理器自动获取并显示应力-应变曲线的步骤。该方法实现了对压缝带的关键技术指标的低温性能测试，为压缝带的大量生产和广泛使用以及性能改进提供了保证。

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域。更具体地，本发明涉及一种利用拉伸试验机 对压缝带进行低温性能测试的方法。

背景技术

裂缝是沥青路面主要病害之一，采用各种技术手段封闭路面裂缝，防止水 渗入路面结构内部，被国际上广泛认为是减缓路面病害出现、延长路面使用 寿命的有效手段。通常采用填缝或灌缝进行裂缝修补。填缝技术不对裂缝进 行扩槽，直接采用填缝料填注裂缝，使用效果通常较差。灌缝技术首先进行 开槽扩缝，然后采用密封胶灌注裂缝，使用效果相对较好。但是，灌缝技术 也存在一定局限性，首先是开槽灌缝的工作效率很低，难以满足路面快速修 补的要求；其次是开槽之后容易带来啃边、侧缝等次生病害，在路面老化比 较严重的路段更是如此。

压缝带(也称贴缝带、填缝带)是一种新型裂缝修补材料，通常可分为自 粘式和热粘式两种类型，主要原料由橡胶沥青和纤维材料构成，另外还可以 包括高强粘结材料、抗老化剂、抗剥落剂等。压缝带的工作原理是通过外力 挤压带状材料封闭裂缝，类似于路面裂缝“创可贴”。采用压缝带进行路面 裂缝修补的技术称为压缝技术，这项技术不需要对路面裂缝进行开槽，只需 对裂缝表面进行简单的清扫即可，具有很高的工作效率，而且不会产生开槽 引起的次生病害。因此，压缝技术较好地弥补了灌缝技术的不足，成为近年 来兴起的一种新型裂缝快速修补材料。

由于低温性能是压缝带的最关键技术指标，因此能准确对压缝带进行低温 性能测试的需求越来越迫切，本发明就是基于现有的低温性能测试技术的不 足，提出一种可以对压缝带等新型裂缝快速修补材料进行准确低温性能测试 的方法，从而为压缝带的大量生产和广泛使用以及性能改进提供保证。

发明内容

为了克服现有技术中对压缝带等新型裂缝快速修补材料进行低温性能测 试时的不足，本发明旨在提供一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温性能测 试的方法，其中所述拉伸试验机包括拉伸测试机、低温装置和处理器，所述 的低温装置与拉伸测试机连接，拉伸测试机与处理器连接；其特征在于，该 方法包括以下步骤：

一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温性能测试的方法，其中所述拉伸试 验机包括拉伸测试机、低温装置和处理器，所述的低温装置与拉伸测试机连 接，拉伸测试机与处理器连接，其特征在于，该方法包括以下步骤：

压缝带测试件制备步骤，其中对车辙试验规程成型的沥青混凝土按照低 温拉伸测试模具的尺寸进行切割，获得两块沥青混凝土测试块，将所述两块 沥青混凝土测试块分别嵌入两块低温拉伸测试模具中，并利用环氧树脂粘接 固定，沥青混凝土测试块高度高于低温拉伸测试模具侧墙，然后将所述两块 低温拉伸测试模具平行并置并且其间具有间隔，压缝带以对称于所述间隔的 方式粘贴到所述沥青混凝土测试块裸露于所述测试模具的开口端一侧的上表 面上，形成所述压缝带测试件，其中所述测试模具有框架结构，其具有两端 的侧墙和底层端，上方为开口端，所述框架结构用于放置沥青混凝土测试块， 在所述框架结构一端侧墙的外侧具有拉杆结构；

安装拉伸步骤，其中将所述压缝带测试件放置于低温装置中，按照预定 的时间和预定的测试温度进行保温，保温过程结束后将其安装在所述拉伸测 试机上，并通过所述拉杆结构采用预定速度双向相对拉伸压缝带测试件，在 测试过程中保持所述预定测试温度；

测试步骤，其中利用所述处理器自动获取并显示应力-应变曲线，以及当 曲线出现明显的回落变化时，停止拉伸并记录压缝带的最大延伸率和最大拉 应力。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发 明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法中所述的压缝带测试件的示意图。

图2是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法中所述的压缝带测试件的示意图。

图3是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法中应用环境的示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的低温测试后压缝带发生断裂的荷载-位 移曲线图。

图5是根据本发明的一个实施例的低温测试后压缝带发生断裂的荷载-位 移曲线图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面将参照附图1-5对本发明做进一步的详细描述。

图1是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法中所述的压缝带测试件的示意图。如图1所示，所述的压缝带 测试件包括测试模具101和102，与其对应的是沥青混凝土测试块103和104， 对以车辙试验规程成型的沥青混凝土测试块103和104按照低温拉伸测试模具 101和102的尺寸进行切割，获得两块沥青混凝土测试块103和104，然后将所 述两块沥青混凝土测试块嵌入低温拉伸测试模具101和102中，并用环氧树脂 将沥青混凝土测试块103和104粘接固定在低温拉伸测试模具101和102中，其 中沥青混凝土测试块103固定在测试模具101中，沥青混凝土测试块104固定在 测试模具102中。所述沥青混凝土测试块103和104均采用立方体结构。通常， 沥青混凝土测试块高度高于低温拉伸测试模具侧墙。然后将将所述低温拉伸 测试模具101和102平行并置，即所述的两块沥青混凝土测试块103和104平行 并置，而且两块沥青混凝土测试块103和104之间具有间隔。在本发明的一个 方面，所述两块沥青混凝土测试块之间的间隔为10mm-30mm。更优选的，所述 两块沥青混凝土测试块之间的间隔为10-20mm。

所述的测试模具101和102具有框架结构，所述框架结构具有两端的侧墙 108和底层端109，上方为开口端，所述框架结构用于放置所述的沥青混凝土 测试块103和104。在本发明的一个方面，侧墙的厚度为5mm。在本发明的又一 个方面，所述侧墙和底层的厚度相同。在所述框架结构一端侧墙的外侧具有 拉杆结构105。拉杆结构用于与拉伸测试机的牵拉器连接。拉伸测试机通过所 述拉杆结构采用预定速度双向相对牵拉压缝带测试件。两个低温拉伸测试模 具101和102的拉杆结构分别在相对的侧墙108外侧。所述的两个测试模具101 和102之间具有一定间隔107。在本发明的一个方面，所述间隔107为0-20mm， 优选为0-10mm。在本发明的又一个方面，两块沥青混凝土测试块103和104之 间仅保留两个并联的测试模具101和102的侧墙厚度之和的间隔，即两个测试 模具101和102紧邻。在本发明的一个优选实施例中，侧墙的厚度为5mm，两个 测试模具101和102紧邻，使得两块沥青混凝土测试块103和104之间具有10mm 的间隔。压缝带106以对称于所述间隔107的方式粘贴到所述两块沥青混凝土 测试块103和104裸露于测试模具101和102的开口端一侧的表面上，即如图1所 示的上表面上。压缝带的长度小于平行于压缝带的侧墙108的长度，当然也可 使压缝带的长度大于或等于平行于压缝带的侧墙108的长度。在本发明的一个 方面，待测压缝带为正方形或长方形，其拉伸方向的宽度为100-120mm，优选 是120mm。

在图1所示的示意图中，测试模具和沥青混凝土测试块的材料可以有多种 选择，而其几何形状也可以采用多种形式，只要二者能够匹配固定即可。此 外，拉杆结构通常采用圆形拉杆结构，也可以采用其他形状的结构。拉杆结 构可以采用贯穿测试模具侧壁的方式，这样不必设计比较复杂的夹持结构或 机械固定结构。本发明中的拉杆结构的设计能够在拉伸试验过程中使两块测 试模具发生相对位移使不出现侧向位移或翘起现象。例如，可以通过增加拉 杆结构与侧壁的竖直方向接触面的方式。

图2是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法中所述的压缝带测试件的示意图。在该实施例中，两块沥青 混凝土测试块嵌入两个测试模具中，两块沥青混凝土测试块之间仅保留两个 并联的测试模具的封闭端厚度之和的间隔，即两个测试模具紧邻。

本发明提供的利用拉伸试验机对压缝带进行低温性能测试的方法得到的 测试结果稳定。以本发明提供的方法中采用的测试模具和测试块的距离和尺 寸参数能够特别准确地测量压缝带的低温性能，测量结果特别稳定，误差很 小，重复性高。

图3是根据本发明一个实施例的一种利用拉伸试验机对压缝带进行低温 性能测试的方法的应用环境的示意图。如图3所示，低温性能测试采用的拉伸 试验机包括拉伸测试机201、低温装置202和处理器203，其中所述的低温装置 202与拉伸测试机201连接，拉伸测试机201与处理器203连接。在低温性能测 试过程中，将上述制备得到的压缝带测试件置于拉伸测试机201中。拉伸测试 机201具有负荷传感器和牵拉器，通过压缝带测试件的拉杆结构105对两个测 试模具进行双向相对拉伸。所述处理器203通常为PC机或服务器端，可以根据 拉伸测试机201反馈的具体拉伸参数和数据以及相应的应力等获取和显示应 力-应变曲线，同时根据曲线的变化，确定何时停止拉伸，并对压缝带的最大 延伸率和最大拉应力进行记录。试验过程及测量、显示、分析等均由PC机或 服务器自动或手动完成。

本发明的方法中还可以进行多次重复拉伸循环试验。当进行多次重复拉 伸循环试验时，可对压缝带的平均延伸率和平均拉应力以及相应数据进行计 算和统计，并分析压缝带的疲劳性能等参数，上述参数的分析和计算可以检 测所述压缝带的可拉伸次数以及平均性能指数(如平均拉应力，平均延伸率)， 对分析压缝带的可使用周期和使用寿命非常重要。

低温装置202主要用于对压缝带测试件进行保温，从而满足测试相应参数 的需求，通常压缝带测试件在低温装置202中放置并保温的时间为4小时或更 长时间，直到压缝带测试件的温度下降到预定的温度。

在低温拉伸实验中，经过拉伸测试后的压缝带测试件断裂。图4和图5显 示的是根据本发明的实施例的低温测试后压缝带发生断裂的荷载-位移曲线 图。压缝带由于拉伸而发生断裂，断裂时的相应参数和应力-应变曲线对分析 压缝带的极限拉伸量以及延伸率、拉应力等重要参数有很好的参考价值，因 此该断裂情况发生时必然导致处理器中显示的具体曲线图或数据的明显变 化。一般来说，曲线会出现明显的回落。在压缝带发生完全断裂的情况下， 张力变为零，即出现曲线下降到零的现象。在某些情况下，例如，压缝带发 生部分断裂，例如压缝带的某层发生断裂，这时曲线出现锯齿形状，即应力 突然回落后又增加，最后再发生完全断裂，应力曲线下降到零的情况。这种 情况下可以根据需要采用出现的第一个回落或最后的回落时的相应参数。一 般来说，采用最后的回落时的相应参数。处理器对上述数据的分析和统计， 对压缝带技术的发展和后续新的压缝带的低温性能测试具备重要意义。

下面给出了一个将根据前述步骤制备得到的压缝带测试件用于低温性能 测试的具体测试过程和结果的例子：

将制备得到的压缝带测试件置于低温装置中保温不少于4h后，安装在拉 伸试验机上。以0.05mm/min速度拉伸试样，试验过程保持规定的试验温度。

试验过程由处理器自动获取并显示应力-应变曲线，当曲线出现较明显的 回落变化时，停止拉伸并记录压缝带的最大延伸率和最大拉应力。

下面的表1是低温拉伸试验时压缝带发生断裂的具体参数和结果。图4和 图5是根据本发明的实施例的低温拉伸试验后的压缝带的荷载-位移曲线图，它 示出的就是压缝带发生断裂后的荷载-位移曲线，图4和图5示出的测试温度分 别为-30℃和-20℃。从图4和图5可以看出，在温度为-30℃时，在位移为 13.766mm和拉力为1.912KN的时候，曲线发生明显回落(即下降)；在温度 为-20℃时，在位移为14.580mm和拉力为1.904KN的时候，曲线发生明显回落 (即下降)。

表1低温拉伸试验结果

  试验温度   最大位移   最大力值   -30℃   13.766mm   1.912KN   -20℃   14.580mm   1.904KN

对待测压缝带进行随机抽样，裁剪相同面积的多个样品进行重复试验， 测试结果稳定，偏差在±2％内。

当然，上述表1仅仅示出了一种当测试温度为-30℃和-20℃时，待测试压 缝带发生断裂的情况下的位移和拉力值的具体数值，可以理解的是，可以对 温度进行设定，从而测试不同温度下压缝带的最大位移量和最大拉力值。同 时，也可根据多次断裂测试结果设定该种材料制作的压缝带的标准最大位移 和最大拉力值，从而当压缝带完成规定拉伸量(例如，接近标准最大位移值 和拉力值)时，进行所述压缝带的多次拉伸循环测试，从而测试压缝带的疲 劳性能和可拉伸次数。

或者，完成规定的拉伸量(如在开始阶段测得的最大位移值的50％、75％、 或略小于100％等)后，取出后在室温中回复，再进行重复多次拉伸循环试验， 考察压缝带的疲劳性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然 “包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要 求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件 或者硬件来实现。