一种沥青混合料表面裂纹监测方法技术

一种沥青混合料表面裂纹监测方法，包括导电材料、引出片、导线、数据采集装置和电脑。所述导电材料涂抹在试件表面形成不封闭导电回路，所述引出片在不封闭导电回路的两端分别与所述不封闭导电回路和所述导线连接后接入数据采集装置并连通电脑，形成通电回路，所述数据采集装置能通过电路的通断对试件表面裂纹进行实时监测并在电脑上显示。本装置及方法具有灵敏度高、复杂情况下可用、成本低廉、便于推广应用的特点，解决了现有测试装置及方法操作复杂、仪器昂贵、不便于在复杂情况下使用、使用范围有限的问题，对研究路用材料力学特性和路面结构破坏防治具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路工程领域，具体为。
技术介绍
改革开放以来，公路一直是我国年投资力度最大、发展速度最快的重点建设领域；截至2014年底，我国已建成通车的高速公路突破了 10万公里。按照发展规划，此后十几年内还要新建数万公里高速公路和百万公里普通公路，更有数大量的沥青路面需要维修改造。我国在公路建设实践中，积累了丰富的经验、解决了许多关键技术问题。但从近年来已投入运营的公路使用状况来看，大部分未达到使用年限即出现了较严重的功能衰减和结构损坏，许多设计年限为15年的路面结构，在开放交通后5?8年内即出现大范围的破坏，造成了巨大的经济损失和不良社会影响。在研宄路面功能衰减和结构损坏时，确定破坏源是关键。而现场实测较为复杂，需要耗费大量的人力、物力和财力，而且对仪器设备的要求较高。因此，道路工作者设计了一系列室内力学试验，如直接拉伸试验、弯曲试验、单轴压缩试验、劈裂试验、沥青混合料三轴试验来模拟路面结构的某种受力状态，并通过测定的强度值来判定路面材料的力学性能。通常情况下，进行室内强度试验时，可以以极限承载力或初始裂纹的出现来定义试件的破坏。对破坏定义的不同，将导致材料的强度不同。例如在沥青混合料弯曲试验中，试件最先在跨中底部开裂。若以初始开裂定义破坏，测得的强度将小于以极限承载力定义破坏测得的强度。而材料强度取值不同，又会显著地影响路面结构的设计。目前，道路科研人员通常采用贴应变片的方法来判定表面裂纹的产生。但是，当试件表面形状复杂或空间较为狭小时，难以粘贴应变片，制约着应变片的使用范围。如沥青混合料三轴试验采用外直径为100mm，内直径为20mm，高为10mm中空圆柱体试件，如果要判定试件最先在内圆柱表面还是在外圆柱表面发生破坏，就要在内圆柱表面和外圆柱表面同时粘贴应变片。显而易见，在内直径为20mm的空心圆柱体内弧面粘贴应变片是较为困难的。此外，工程应用中，在结构的拐角处也不便于采用应变片测试。近年来，为了探测试件裂纹的发生、发展规律，道路研宄人员开始使用CT扫描技术，通过CT扫描成像得到试件断面的图像。但是，CT试验系统价格昂贵，操作复杂，动辄花费数百万元，难以推广应用。此夕卜，CT扫描多是将破坏前与破坏后的试件放入工业CT中进行扫描，难以实现试验过程中的实时监测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足提供一种灵敏度高、简单易行、便于推广、适合于路用材料并能克服应变片测试和CT扫描缺陷的沥青混合料表面裂纹监测方法。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的:，包括以下步骤:S100、试件表面进行处理，使其表面保持平整、密实；S200、选择一种延伸率与试件相近的导电材料，通过凹槽均匀的涂抹在试件的表面，形成导电的不封闭回路；S300、形成导电回路；将引出片放置在不封闭导电回路的两端，分别与所述导电材料形成的不封闭导电回路并和所述导线连接后接入数据采集装置和电脑，形成导电回路；S400、检查导电回路的连通状态，打开数据采集装置及电脑，检查电路是否处于连通状态；若处于连通状态，便可进行测试；否则，检查导电回路，直至电路处于连通状态为止;S500、对试件进行试验，若试件表面发生裂缝，导电回路将断开，连通数据采集装置的电脑将会精确的实时记录电路断开的时间，该时间即为试件表面的开裂时间，从而实现对试件表面裂纹的实时监测。【附图说明】图1为不封闭导电环布设示意图，其中(a)表示不封闭导电环布设正视示意图，(b)表示不封闭导电环布设俯视示意图；图2为平面受压/轴向压缩试验曲线及试件表面开裂时间。【具体实施方式】下面将结合附图1至图2以及进一步的详细说明来举例说明本专利技术。需要指出的是，以下说明仅仅是对本专利技术要求保护的技术方案的举例说明，并非对这些技术方案的任何限制。本专利技术的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。，包括以下步骤:S100、试件表面进行处理，使其表面保持平整、密实；S200、选择一种延伸率与试件相近的导电材料，通过凹槽均匀的涂抹在试件的表面，形成导电的不封闭回路；S300、形成导电回路；将引出片放置在不封闭导电回路的两端，分别与所述导电材料形成的不封闭导电回路并和所述导线连接后接入数据采集装置和电脑，形成导电回路；S400、检查导电回路的连通状态，打开数据采集装置及电脑，检查电路是否处于连通状态；若处于连通状态，便可进行测试；否则，检查导电回路，直至电路处于连通状态为止;S500、对试件进行试验，若试件表面发生裂缝，导电回路将断开，连通数据采集装置的电脑将会精确的实时记录电路断开的时间，该时间即为试件表面的开裂时间，从而实现对试件表面裂纹的实时监测。优选的，在SlOO中，所述试件为经过静压或者旋转压实成型直径为100mm、高为10mm的沥青混合料圆柱体，再对所述沥青混合料圆柱体试件钻芯取样后得到外直径为100mm，内直径为20mm，高为10mm沥青混合料中空圆柱体试件；所述试件内外圆柱体表面高20mm、40mm、60mm、80mm的位置有宽度为0.6mm的基准线，便于涂抹导电材料，也可根据需要在其他位置定出基准线。优选的，在S200中，选用一种与所述试件延伸率相近的导电材料通过宽度为0.6mm的凹槽均勾涂抹在试件内外圆柱体表面高20mm、40mm、60mm、80mm的位置，形成多个第一不封闭导电回路，同时，在试件上表面内径和外径之间涂抹导电材料，形成第二不封闭的导电回路；所述导电材料为低温常温固化导电银胶，其组成成分主要为银粉，质量百分比为80%左右；其他组分为树脂、促进剂、固化剂和稀释剂等，合计质量百分比为20%左右。这种导电银浆具有固化温度低，易粘接、电性能稳定的特点。能很好的附着在试件表面，并较快的固化。具体组成为:片状银粉80%、有机树脂8%、稀释剂6%、固化剂4%和固化促进剂2% ;其中的片状银粉为粒径为0.1?4 μπι的片状银粉，纯度多99.9%。上述有机树脂为聚丙烯酸树脂，稀释剂为乙二醇丁醚醋酸酯，固化剂为1-氰乙基-2-苯基咪唑，固化促进剂为4，4-二氨基苯甲基咪唑。优选的，在S400中，所述数据采集装置具有16个独立的测试通道，每个测试通道都具有独立的电源，且测试通道数量可以继续扩展。优选的，在S500中，在所述空心圆柱体试件内置入内气囊，然后通过MTS材料试验机施加竖向荷载，加载速度为2mm/min，使试件内表面处于平面拉压/轴向压缩受力状态，直至试件发生破坏。采集的所述封闭导电回路的通断时间可以精确到0.01秒。一种采用上述方法的监测装置，其包括导电材料、引出片、导线、数据采集系统和电脑。所述导电材料的延伸率应接近试件的延伸率，导电材料通过定制的凹槽均匀地涂抹在试件的表面；所述据采集装置有16个独立的测试通道，每个通道都有独立的电源，且通道数可继续扩展，具有抗干扰性强、灵敏度高的特点；所述导电材料被均构成的不封闭导电环的两端顺次与引出片、导线、数据采集装置和电脑相连，构成导电回路，开启数据采集装置和电脑后，能通过电路断开的时间，判断试件表面的开裂。本专利技术最基础的实施例在于提出了一种沥青混合料表面裂纹监测装置，包括试件、引出片、导线、数据采集装置和电脑；在所述试件外表面涂抹导电材料形成多个第一个不封闭导电回路；同时，在试件上表面内径和外径之间涂抹导电材料，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青混合料表面裂纹监测方法，包括以下步骤：S100、试件表面进行处理，使其表面保持平整、密实；S200、选择一种延伸率与试件相近的导电材料，通过凹槽均匀的涂抹在试件的表面，形成导电的不封闭回路；S300、形成导电回路；将引出片放置在不封闭导电回路的两端，分别与所述导电材料形成的不封闭导电回路并和所述导线连接后接入数据采集装置和电脑，形成导电回路；S400、检查导电回路的连通状态，打开数据采集装置及电脑，检查电路是否处于连通状态；若处于连通状态，便可进行测试；否则，检查导电回路，直至电路处于连通状态为止；S500、对试件进行试验，若试件表面发生裂缝，导电回路将断开，连通数据采集装置的电脑将会精确的实时记录电路断开的时间，该时间即为试件表面的开裂时间，从而实现对试件表面裂纹的实时监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄拓，郑健龙，钱国平，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43