足尺路面加速加载控制系统及试验研究

专利名称：一种道路结构盐分腐蚀的足尺路面加速加载实验装置
专利类型：实用新型专利
发明人：刘状壮,郝亚真,沙爱民,叶桐,张有为,李林
申请号：CN202020324321.8
申请日：20200316
公开号：CN212514174U
公开日：
20210209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种道路结构盐分腐蚀的足尺路面加速加载实验装置，包括底座和固定在底座上的加热底盘，加热底盘的凹槽内设置有电加热板，底座上固定有拱形支架，拱形支架中心固定有竖直的电动伸缩杆，电动伸缩杆的下端伸缩端固定有下端为开口的密封罩，密封罩内顶部固定有多条相互连通的喷管，喷管的喷孔位于喷管下表面，喷管通过中间的管接头与密封罩上方的软管连通，软管的另一端与拱形支架顶部的水泵出水端连通，水泵的进水端则通过进水管与拱形支架顶部的储水箱内底部连通。

本实用新型提供了一种道路结构盐分腐蚀的实验装置，结构及操作简单，而且实验密闭充分，提高了实验的效率，降低了实验时间，实验结果更准确可靠。

申请人：长安大学
地址：710061 陕西省西安市碑林区南二环路中段
国籍：CN
代理机构：济南旌励知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：董建娜
更多信息请下载全文后查看。

小型加速加载系统在公路沥青路面中的测试功能综述摘要：目前PaveMLS11（小型加速加载实验系统）在国内公路沥青路面中有所应用，但在进行不同试验时于试件尺寸、实验参数、数据处理以及分析等方面没有较为统一的参考。

为了解决以上问题，收集整理了国内PaveMLS11（小型加速加载试验系统）在沥青路面中的应用，主要包含路面结构力学响应、高温抗变形能力、沥青路面抗滑模拟三方面。

主要简述了采用PaveMLS11进行三方面试验时具体分别实现的功能，以及括试件尺寸、试验参数、数据处理方法与数据分析。

最后选取总结了最适合三方面试验进行的试件尺寸、试验参数、数据处理方法与数据分析。

为利用PaveMLS11进行三方面试验提供有效参考。

关键字：PaveMLS11、加速加载试验、沥青路面力学响应、高温抗变形、路面抗滑2021年末全国公路总里程528.07万公里；公路密度55.01公里/百平方公里；公路养护里程达525.16万公里，占公路总里程比重为99.4%[1]。

因此中国公路进入养护时期，其中沥青公路使用广泛，具有重大占比。

因此，沥青路面的各项性能应当保持高水平研究与发展。

加速加载系列试验设备既能在室内又能在野外模拟沥青路面承受荷载能力，其中小型加速加载设备PaveMLS11的尺寸小，克服了足尺设备耗时、成本高、环境控制困难等缺点，同时该设备又能测试沥青路面多项性能，如：沥青路面力学响应、高温抗变形能力、长期抗滑能力。

在测试沥青路面各项性能时难免会出现误差，在使用小型加速加载设备PaveMLS11进行时沥青路面力学响应、高温抗变形能力、长期抗滑能力试验时没有较为统一的指导，所以掌握加速加载系列试验的要点及步骤较为重要。

基于以上背景，文章整理了国内学者目前使用PaveMLS11研究沥青路面在力学响应、高温抗变形能力、长期抗滑能力性能时的参数设置、试验步骤、数据记录与分析方法，用于选取总结最适合此三方面试验的参数设置、试验步骤、数据记录与分析方法，以便为学者们开展PaveMLS11的各项试验提供参考。

新型足尺路面加速加载试验系统•直线移动型•全配置（长短距离移动、加载、试验、数据采集及生活）钢构机架主体加载条件和设备自动横移控制系统由于实际路面交通荷载在横向上符合一定的分布模型，因而自动模拟实际车辆荷载分布模型是ALF设备的一个突出特点。

通过ALF自动横移控制系统，设定加载轮的横向分布模型，从而达到模拟实际车辆行驶规律的效果横向分布模型1.宽正态分布2.窄正态分布3.均匀分布4.其它分布加载轴动载荷数据采集系统加载轴动载荷数据采集系统用于实时采集并记录加速加载轮对试验路面施加的荷载力动态数据，这些数据不仅对研究路面病害的产生过程及相关的现场分析是非常重要的，而且对典型路面结构设计及相关标准制定也具有重大的指导意义。

加载轴动载荷数据采集系统1、检测数据分辩率≤0.49KN2、采样周期≤2ms ，数据采样位置间隔10～200 mm；3、系统软件需要对采集到的各种数据进行时域和位域的分析处理4、无线数传试验路段可控试验条件与设备路面加热控制系统激光断面数据采集系统方案技术参数1）测试桁架有效行程：2m2）路面断面高程分辨率：0.1㎜3）横向采样间隔：5㎜4）纵向采样间隔：10㎜5） 500m视距无线数据传输（a) 典型车辙路面（b）坑槽路面（c）实时显示的三维车辙（d）实时显示的三维坑槽图7 不同路面三维曲面测量结果Fig.7 3D surface measurement results of different road激光静态弯沉数据采集系统方案技术参数1） 套管式5.4米贝克曼梁 2） 测试行程：0～6㎜3） 电子数显千分表分辨率：0.001㎜ 4） 激光传感器分辨率：0.0005㎜ 5） 500m 视距无线数据传输6） 具有弯沉盆数据记录与峰值记录显示功能-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10-505101500.51 1.52 2.53 3.54 4.55 5.56 6.57距离（m）弯沉（0.01m m ）动态弯沉测试和绝对标定系统绝对标定系统各结构层温度、应力应变、压力、层间位移测试系统气象数据采集系统1）全自动数据采集、传输及监控，可长期无人职守。

基于⾜尺加速加载试验的现役沥青路⾯疲劳特性研究0 引⾔路⾯结构承载能⼒可描述为路⾯结构在达到预定损坏状况之前，还能承受多少次⾏车荷载作⽤或者还能服务多少年，它反映了路⾯结构抵抗荷载和环境的能⼒[1]。

沥青路⾯的结构承载能⼒评价可以选取变形和模量为主要指标，依托现场路⾯检测或是⾜尺加速加载(APT)试验以及室内试验对沥青⾯层的⾼温变形和疲劳损伤特性进⾏研究[2-6]。

APT试验是⽬前道路⼯程所有研究中最能接近实际⾏车荷载状况的模拟⽅法，近年来常被⽤于研究沥青路⾯的车辙抗⼒[7]、传统疲劳开裂[8-9]以及新型Top-down开裂[10]，为指导路⾯结构与材料设计提供了许多有益的结论。

对于沥青混合料室内疲劳性能评价，⽬前常⽤的⽅法有：四点⼩梁弯曲疲劳试验、两点梯形梁疲劳试验、直接拉伸疲劳试验和劈裂疲劳试验[11-12]。

劈裂疲劳试验的优点是试件容易制备，既适⽤于室内成型混合料试件，⼜适⽤于现场取芯试件，且试验结果离散性较⼩，是⼀种常⽤的室内疲劳试验⽅法[13]。

鉴于本研究主要是评价现场取芯试件的疲劳性能，所以主要采⽤劈裂疲劳试验⽅法。

为了研究⾼速公路现役沥青路⾯的疲劳特性，本研究在上海现役⾼速公路上选取了3个不同沥青层厚度的路段进⾏了APT试验，研究了沥青⾯层的模量随加速加载作⽤次数的变化规律。

并于APT试验结束后，在各加载区的轮迹带和⾮加载区进⾏了取芯，通过室内试验对经受不同加速加载次数作⽤的现役沥青混合料的疲劳特性进⾏了研究。

1 试验⽅法简介1.1 ⾜尺加速加载试验南⾮研制的MLS66属于最新型的加速加载试验设备，可以模拟真实轮载作⽤到实际路⾯上，有效试验长度6.6 m，6组加载轮在⼀个近似椭圆的轨道上循环运⾏，最⾼加载速度达6 000次/h，试验轮可选单轮或双轮，⼀般的双轮荷载为75 kN，轮架的最⾼速度可达6 m/s，22 km/h。

本次加速加载试验采⽤的加载速度为MLS66最⼤加载速度(6 000次/h)，采⽤75 kN的双轮进⾏加载。

TRANSPOWORLD 2012 No.20(Oct)200随着我国经济社会的发展，特别是西部大开发战略的实施，需要新建大量的高等级公路，同时原有的公路也逐渐进入大修期，在保证道路使用寿命的前提下，降低道路施工和维护成本是当前节约型社会科学发展的需要。

路面加速加载试验设备可在较短时间内快速模拟若干年内实际交通荷载对路面的破坏情况，检测路面状态和试验参数，分析道路生命周期内的破坏机理，为优化道路性能指标提供依据。

通过利用各种加速加载试验设备，可以对路面结构的各种参数进行采集，包括各结构层内不同深度的车辙、形变、弯沉、层内水平应变和垂直压应力以及在荷载和环境因素影响下的各种破坏现象的描述等，进而对路面的早期破坏机理进行研究，对材料的路用性能和结构进行对比验证，对沥青路面车辙及其发展规律进行研究，最后综合各个参数建立评价指标体系。

本文简要介绍了几种典型试验设备的技术参数及应用效果，并提供了一些结论，为加速加载试验在我的发展和应用提供了参考。

加速加载试验定义与设备加速加载试验分类就加速加载试验设备来说，可分为野外足尺加速加载设备（ALF）、重载车辆仿真器（HVS）、移动荷载仿真器（M L S ）和小型荷载仿真器（MMLS3）；就加速加载试验的试验路段的形状来说，可以分为环道试验和直道试验。

加速加载试验典型设备使用现状无论何种加速加载试验设备，虽然其类型和技术参数不同，但其工作的基本原理、试验功能和试验目的都是相似的，下面介绍几种典型的加速加载试验设备。

HVS重载车辆模拟器南非研制开发的重载车辆模拟试验车和相关技术能在3个月内对公路路段的测试，预测出该条公路20年内的使用性能。

通过试验，可以测量出荷载等级的变化对永久变形、剪切破坏和开裂等路面响应参数的影响，为路基路面设计提出具体的技术指标。

该项技术已在南非、美国的加利福尼亚州和佛罗里达州、美国寒冷地区实验室、瑞典和芬兰交通部门得到系统的应用。

试验的目的就是调查使用HVS试验数据来预测道路的长期路用性能的可行性，并且为将来的设计资料的收集和APT与实际路面行为进行对比提供理论依据。

路面加速加载测试技术长安大学公路学院 支喜兰 2013年 2013年6月CHANG’AN UNIVERSITY主要内容1 2 3 4 5意义 概念 国外应用情况 国内应用情况 发展前景CHANG’AN UNIVERSITY一、路面加速加载试验的意义1. 对路面的要求公路： 公路：快速、 快速、安全、 安全、舒适、 舒适、经济 路面： 路面：承载力、 承载力、平整、 平整、抗滑、 抗滑、耐久、 耐久、低噪声2. 路面的形成路面结构、 路面结构、材料配合比设计 原材料选择、 原材料选择、拌合、 拌合、铺筑、 铺筑、达到施工质量要求CHANG’AN UNIVERSITY一、路面加速加载试验的意义3. 路面的寿命汽车荷载重复作用、 汽车荷载重复作用、环境湿度、 环境湿度、温度变化 路面使用性能衰减、 路面使用性能衰减、出现各种病害、 出现各种病害、结构破坏4. 道路工作者的任务分析影响路面使用性能的因素 掌握路面损坏发展规律 改进设计、 改进设计、施工、 施工、养护方法 有效保证路面使用品质、 有效保证路面使用品质、降低维修费用、 降低维修费用、延长路面寿命CHANG’AN UNIVERSITY一、路面加速加载试验的意义5. 面临的困难认识有限： 认识有限：理论、 理论、实践 影响因素复杂、 影响因素复杂、多变 路面结构、 路面结构、材料不同， 材料不同，施工技术、 施工技术、质量不同 环境湿度、 环境湿度、温度变化不同， 温度变化不同，交通量、 交通量、汽车荷载不同 路况及相关资料收集不齐全、 路况及相关资料收集不齐全、评价标准不一致 实际工程跟踪观测总结规律周期长、 实际工程跟踪观测总结规律周期长、工作量大 路面性能衰变规律、 路面性能衰变规律、破坏原因难以总结分析CHANG’AN UNIVERSITY一、路面加速加载试验的意义6. 解决途径理论分析： 理论分析：模型、 模型、参数 可分析规律性、 可分析规律性、但数值与实际有差异 室内试验： 室内试验：试件成型、 试件成型、受力 与实际工程有差异 足尺试验： 足尺试验：材料、 材料、结构、 结构、荷载、 荷载、环境， 环境，真实条件模拟 加速加载、 加速加载、短期试验得到长期规律CHANG’AN UNIVERSITY一、路面加速加载试验的意义7. 意义可以应用在对不同路面 类型、 类型、不同路用材料、 不同路用材料、不同 荷载类型的经验性比较上， 荷载类型的经验性比较上， 也可用在对路面响应和材料 状况理论模型的验证上。

荣获科技成果转化优秀典型案例科技成果转化优秀典型案例有很多，以下是其中一些：1. 足尺路面加速加载试验系统：该系统突破了国际垄断，填补了国内空白，先后获得了近50项专利，成果转化金额达到3000余万元，并已形成系列化产品，被广泛应用于多个单位和重大工程中。

2. 智能除冰防冰系统：该系统被列入交通运输部“交通强国”应用示范项目，并已应用于多个项目中，用户群体和市场影响在逐步扩大。

3. 山东省公路网主动交通安全大数据分析与主动预防技术研究及应用：该技术已在山东省公安厅交通管理局全省交通管理系统推广使用2年，构建了公路网交通风险智能解析平台和多部门联动公路网交通事件应急指挥调度平台，有效提升了道路交通安全性。

4. 含锂废渣清洁高效回收制备高品质锂盐技术开发及产业化：该技术成功实现了锂盐的清洁生产和资源的高效利用，为锂盐行业的发展提供了有力支持。

5. 新一代冷冻机油核心原料异壬酸的开发及产业化：该技术的成功开发和应用，提升了中国冷冻机油品质和降低成本，增强了我国冷冻机油在国际市场的竞争力。

6. 猪多肋性状的因果基因鉴别技术及产业化应用：该技术为猪育种提供了新的技术手段，有助于提高猪育种效率和品质。

7. 矮秆密穗优质水稻恢复系R225及衍生系杂交稻的选育与产业化：该技术的成功应用，提高了我国杂交水稻的产量和品质，为我国粮食安全做出了贡献。

8. 预硬化塑料模具钢板绿色制造技术开发及产业化应用：该技术的应用，推动了我国塑料模具行业的绿色发展，提高了生产效率和产品品质。

9. 中药制造现代化“固体制剂产业化关键技术”研发及应用：该技术的应用，推动了中药产业的现代化发展，提高了中药产品的质量和生产效率。

10. 智慧水务的全链物联设备与系统研发及产业化：该技术的应用，提高了城市供水系统的智能化水平和水质安全保障能力。

这些案例涵盖了多个领域和行业，包括但不限于电子信息、装备制造、生物技术、高技术服务等高新技术领域，这些成果的转化应用对于推动科技进步和经济发展具有重要意义。

顺应论指导下《MLSS66大型足尺路面加速加载试验设备操作人员手册》英译汉实践报告随着公路运输量的日益增长和大吨位车辆急剧增加,尤其是高等级公路交通的渠道化运行,相当数量高速公路在重载交通条件下发生严重的结构破坏,影响了路面的使用性能和寿命,同时给公路建设事业造成了巨大的经济损失。

MLSS66大型足尺路面加速加载试验设备能够在较短时间内通过可控轴载的快速加载方式加速路面破坏,真实模拟车辆在路面上行驶状况,从而为分析路面结构等提供真实数据模型,因此路面加速加载设备的正确操作在路面加速加载试验系统的研究过程中占有极其重要的地位。

《MLSS66大型足尺路面加速加载试验设备操作人员手册》(以下简称《操作手册》)是长沙理工大学大学新购进的大型足尺加速加载试验设备的标准指南文件,属于典型的信息型文本。

《操作手册》分八个方面详细介绍了加速加载试验设备的情况,包括:机械概述、操作控制系统、机械功率介绍、机械移动须知、路面加速测试情况下的机械设置、运行路面加速测试、机械日常维护概要以及设备保养说明等八个部分。

从理论知识到实际操作到保养维护都进行了详细的说明,可供操作使用该设备的专业人员学习。

鉴于该手册对于机械实际操作的重要性以及目前只有英文版的现状,因此译者选择该操作手册作为翻译和研究的对象具有实际的意义。

基于以上认识,译者尝试以比利时语言学家维索尔伦(Verschueren)提出的语言顺应论作为翻译实践的理论导向。

维索尔伦(Verschueren)认为顺应论就是“不论有意识还是无意识,语言的使用都是语言使用者基于语言内部和外部的原因,不断地选择语言的过程。

这种选择可以发生在语言结构的任何一个层次,可以是语言形式也可以是语言策略的选择。

”自然语言有三种特性即变异性、商讨性和顺应性和四个分析维度即:语境关系的顺应、语言结构的顺应、动态顺应、顺应过程的意识凸显。

因此,操作手册的翻译必须实现原文传达信息的功能,做到内容准确、表达自然。

国内外加速加载测试技术研究状况摘要：近年来，我国高等级公路建设发展较快，路面使用性能和结构性能需要进行深入研究，由于实际路面所处环境复杂多变，加速加载试验是一个非常有效的试验研究手段。

加速加载试验设备能在短期内模拟长时间的路面破坏情况，为检测路面状况和试验参数，优化道路性能指标提供依据。

问文中介绍了加速加载试验研究概况，简要介绍了国内外典型的加速加载试验设备及使用情况。

关键词：路面加速加载；测试设备；足尺路面一、加速加载试验技术的概念及意义加速加载试验(Accelerated Pavement Test简称APT)，是在短期内通过控制轮压荷载（轮载大于或等于规范限定的极限标准）在路面结构层的作用，确定可控加速累计当量轴次作用下路面的响应与运营状况。

试验方法分为四类：（1）可控加速加载试验；（2）环形、直线型、无固定型试验道；（3）其它类型，其中包括采用静载或脉冲加载设备加载。

试验可以通过增大重复荷载次数；改变加载环境，如温度、湿度等；使用薄层路面以降低路面的承载能力、缩短设计寿命等加速路面破坏。

在移动载荷的往复循环作用下,沥青路面会产生车辙、裂纹、坑槽、网裂等不同形式的破坏。

路面的使用寿命受汽车荷载重复作用、环境湿度、温度变化等因素的影响。

这些因素是在时时发生变化的，室内试验很难模拟。

路面结构、材料不同，施工技术和施工质量不同，环境湿度、温度变化不同，交通量和行车荷载不同，路况和相关资料收集不全，评价标准不一致，实际工程跟踪观察总结周期长且工作量大，路面性能衰变规律、破坏原因难以总结分析。

加速加载试验模拟真实条件，短期试验得到长期规律。

可以应用在不同路面类型、不同路用材料、不同荷载类型的经验比较上，也可以用在对路面响应和材料状况理论模型的验证上。

从而提高道路设计、建设、养护和维修技术。

也为制定相关的技术规范提供依据。

二、国外应用情况明尼苏达试验路计划始于1993年，该试验路可以得到水平和垂直方向的应变、含水量以及温度等参数。