8.2.3 试验结果与分析
1）逐级加载试验
修补道面混凝土在室温和充足水分条件下养护4h后黏结应变片，开始试验。对完整道面和修补后道面的三个位置分别进行50～100kN的逐级加载，每级荷载增加10kN。采用逐级荷载加载，稳定荷载2min，连续记录修补前后对应的14个测点的应变值，读取过程中最大应变值进行对比，逐级加载的应变测量结果如表8-5和表8-6所示。
表8-5 板角逐级加载应变测量结果
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注：应变片的编号如图8-23所示，正值为拉应变，负值为压应变。
表8-6 板边逐级加载应变测量结果
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注：应变片的编号如图8-23所示，正值为拉应变，负值为压应变。
由表中数据可以看出，随着荷载的逐步增加，各测点的应变值在不断增大，道面表面测点产生压应变，道面底部产生拉应变。完整道面和修补道面相应位置的应变数值会发生较小的变化，为直观地反映修补道面的黏结效果，以修补黏结面处相邻位置应变之比作为评价指标进行对比，应变比可以客观的反映新旧混凝土的变形协调一致性，当两者黏结效果较好时，应变之比接近于1，黏结效果越差，应变比就越接近于0。根据表8-5和8-6中的数据计算应变片相邻位置的应变比，记录逐级加载过程中最小应变比，根据计算结果绘制道面板修补前和修补后各测点的应变比对比图如图8-26所示。
图8-26 各测点应变比
由图8-26中可以看出，在逐级加载过程中，修补前道面黏结面相邻测点的应变比都接近于1，修补道面相应位置应变比与修补前相比有一定程度的减小，即新旧混凝土的应变出现了较小的差异。与修补前完整道面的对应位置相比，采用环氧树脂黏结剂的板角A处相邻测点应变比最大的减小幅度为23%，采用CRM修补材料净浆黏结剂的板角C和板边B处相邻测点应变比最大减小幅度分别为14.3%和10.5%，修补前后的应变比差异相对较小，由此可以看出，在道面修补完成的早期阶段，CRM修补材料混凝土表现出了良好的黏结性能，可以满足快速修补的基本要求。另一方面，由计算结果可以看出，采用CRM修补材料净浆黏结剂的修补结构黏结效果略好于环氧树脂黏结剂，因此，在修补时直接采用CRM净浆作为黏结剂可以达到较好的黏结效果。
2）疲劳加载试验
修补道面的疲劳加载试验在逐级加载试验完成后进行，应变片的黏贴方式如图8-23所示。作动器施加的动荷载为100kN，采用3Hz正弦波的形式进行加载。在疲劳加载过程中对各测点的应变进行连续测量和记录，疲劳加载过程中（每万次）各测点的最大应变见表8-7。
表8-7 疲劳加载应变测量结果
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注：应变片的编号如图8-23所示，正值为拉应变，负值为压应变。
由表中可以看出，随着疲劳次数的增加，各测点在每万次疲劳加载过程中的最大应变都保持相同的水平，数据的大小变化不明显，这说明在疲劳加载过程中各位置没有发生明显的破坏现象。为了进一步的分析疲劳荷载作用下各修补位置新旧混凝土的黏结性能，计算疲劳加载过程中不同修补结构相邻测点的应变比，并绘制各修补位置应变比随加载次数的变化曲线见图8-27～图8-29。
图8-27 板角（A）各应变比随加载次数的变化关系
图8-28 板角（C）各应变比随加载次数的变化关系
图8-29 板中（B）各应变比随加载次数的变化关系
由图8-27～图8-29中可以看出，各修补结构相邻测点的应变比随着疲劳加载次数的变化曲线形状表现出一致的趋势，曲线的走向趋近于水平直线。从单个修补位置的曲线图来看，应变比的分布范围在0.7～1.2之间，且大部分集中在0.9左右，通过对比修补前完整道面的逐级加载试验结果，发现应变比数据比较接近，说明了修补道面的新旧混凝土黏结处的混凝土应变变化比较一致，修补道面在疲劳荷载作用下可以保持较好的黏结性能和承载性能，在一定程度上说明了CRM快通修补材料混凝土可以满足道面修补的要求。
对比图8-27和图8-28可以看出，采用不同黏结剂的位置应变比曲线的分布没有较大差异，这是由于疲劳试验在修补材料混凝土3d龄期以后完成，新混凝土中的水泥浆已经完全硬化并与旧混凝土形成了较大的黏结强度，与旧混凝土形成了较强的机械咬合力。由此可以看出，无论使用环氧树脂还是CRM水泥浆作为新旧混凝土的黏结剂，在3d龄期后均能较好地承载疲劳荷载，满足使用要求。
3）钻芯取样试验
钻芯取样后对修补道面板的竖向黏结面和水平黏结面位置进行劈裂试验。竖向黏结面芯样的劈裂试验按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中水泥混凝土圆柱体劈裂抗拉强度试验方法进行，劈裂强度按式（8-10）进行计算，水平黏结面芯样的劈裂方法没有相应规范，故将其劈裂的极限荷载作为评价指标。每组试验取三个芯样进行劈裂，以三个试件测试结果的算术平均值作为试验结果，竖向黏结面劈裂强度和水平黏结面极限荷载的结果如表8-8所示，根据表中数据绘制修补前后芯样的强度对比情况如图8-30所示，劈裂破坏后的试件如图8-31所示。
表8-8 钻芯混凝土劈裂强度
图8-30 修补结构黏结面与完整道面劈裂强度对比
图8-31 芯样劈裂破坏形态
由图8-30可以直观地看出，各修补结构不同位置的钻芯试样的劈裂强度保持了相对一致。通过计算可知，对于水平黏结面，修补结构A、B、C的劈裂极限荷载分别为完整道面的80.2%、82.7%和90.2%，对于竖直黏结面，修补结构A、B、C的劈裂强度分别为完整道面的76.8%、81.8%和86.8%，由此可以看出，修补道面结构经过疲劳荷载作用后保持了良好的承载性能，新旧道面的黏结强度达到了较高水平，可以满足道面修补的技术要求。从图8-31可以看出，试件的劈裂破坏均发生在黏结面，破坏的表面凹凸不平并伴有骨料断裂，说明黏结面具有良好的黏结效果。对于不同的修补位置而言，劈裂强度表现出了较小的差异，一方面是由于修补结构A使用了环氧树脂黏结剂，黏结效果略差于CRM水泥浆，导致劈裂强度为三个修补位置中最小。另一方面是由于修补结构B的修补面积较小，在相同荷载的作用下黏结面处产生的变形较大，受到荷载作用的影响比较明显，黏结面的强度有所降低，使得修补结构B的芯样劈裂强度低于修补结构C。总体上来看，道面板的各修补位置的修补效果都比较好，均能满足道面修补的基本要求。