英國(guó)進(jìn)口設(shè)備改造設(shè)計(jì):PaveMLS11小型 1/3尺寸路面加速加載測(cè)試系統(tǒng)
2021年,某交通科研設(shè)計(jì)院引進(jìn)的一臺(tái)英國(guó)產(chǎn)的路面加速加載測(cè)試設(shè)備,不能滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,不能正常使用,經(jīng)我公司技術(shù)人員對(duì)其部分模塊部件進(jìn)行改造設(shè)計(jì)后,完全符合了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),增加且實(shí)現(xiàn)了原有設(shè)備的所有功能正常使用。
第一、對(duì)其路面環(huán)境實(shí)驗(yàn)槽進(jìn)行改造設(shè)計(jì)(上圖紅色涂鴉部分為改造模塊),在模擬水淹模式基礎(chǔ)上增加了噴水、水加熱、仿雨淋等模式;
環(huán)境溫度控制倉(cāng)
第二、全新設(shè)計(jì)環(huán)境溫度控制倉(cāng),由于該單位設(shè)備缺少環(huán)境溫度控制模塊,如果從國(guó)外購(gòu)買價(jià)格十分昂貴,經(jīng)我司技術(shù)人員全新設(shè)計(jì)后,不僅實(shí)現(xiàn)了溫控系統(tǒng)下進(jìn)行路面干式加熱實(shí)驗(yàn)、濕式水循環(huán)加熱實(shí)驗(yàn),路面制冷低溫實(shí)驗(yàn),還為該單位節(jié)約了大量的經(jīng)費(fèi)。
一、產(chǎn)品概述
英國(guó)PaveTestina公司生產(chǎn)的PaveMLS11小型1/3尺寸路面加速加載測(cè)試設(shè)備,采用1/3比例標(biāo)準(zhǔn)卡車輪胎對(duì)路面進(jìn)行加載,胎壓與標(biāo)準(zhǔn)卡車輪胎一致,加載輪對(duì)地應(yīng)力與標(biāo)準(zhǔn)卡車輪胎一致,所以在實(shí)際路面上加載得到的車轍數(shù)據(jù)與足尺加速加載一致。
并且可以鋪設(shè)1/3比例厚度的試驗(yàn)道路,用小型加速加載來(lái)研究道路內(nèi)部的力學(xué)響應(yīng)和基層損壞,得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與在實(shí)際道路上進(jìn)行足尺加速加載實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)是一致的。
可以代替大型足尺路面加速加載設(shè)備來(lái)進(jìn)行加載測(cè)試,研究現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)路面狀態(tài)上的全部尺寸車輛車輪加載下路面性能研究,以節(jié)約試驗(yàn)成本和快速得到初步試驗(yàn)結(jié)論。
也可以用于研究瀝青材料面層的疲勞特性,預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)路面車轍等性能。如果相對(duì)于常規(guī)的加速加載試驗(yàn)狀態(tài),需要和普通車轍測(cè)試設(shè)備一樣評(píng)估慢速加載時(shí)路面性能的狀況,只需調(diào)整它的加載速度即可,然而加載方向卻始終模擬真實(shí)行車狀態(tài)而進(jìn)行單向的加載模式。
PaveMLS11小型加速加載設(shè)備,采用標(biāo)準(zhǔn)卡車輪胎的1/3比例尺寸輪胎進(jìn)行加載,安裝有4個(gè)加載輪,測(cè)試長(zhǎng)度接近1.1m,可施加7200次/每小時(shí)加載。作用于300mm直徑試樣上的荷載可至2.7kN(短時(shí)間可達(dá)2.9kN),輪壓700kPa(短時(shí)間可達(dá)800kPa)。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)小型路面加速加載設(shè)備配置有橫向移動(dòng)系統(tǒng),可以模擬實(shí)際路面輪跡帶上輪跡的正態(tài)分布,橫移寬度為左右各75mm;
(2)加載輪寬度80mm,在橫向移動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)后加載寬度可達(dá)230mm;
(3)特殊巧妙的荷載單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),使得路面不平的情況下加載輪對(duì)地荷載依然是穩(wěn)定的;
(4)小型路面加速加載設(shè)備有本地手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)兩種控制方式 ,在遠(yuǎn)程模式下軟件可以記錄設(shè)備高度,環(huán)境溫度,路面溫度和道路內(nèi)部溫度及加載速度、次數(shù)等信息;
(5)小型路面加速加載設(shè)備配置有胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在發(fā)生爆胎或者胎壓不足的情況設(shè)備自動(dòng)警報(bào)并停機(jī);
(6)小型路面加速加載設(shè)備有多種試驗(yàn)方式,可以在實(shí)際道路上進(jìn)行試驗(yàn),也可以使用配置的大尺寸震動(dòng)輪碾成型機(jī),在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)成型試驗(yàn)道路進(jìn)行試驗(yàn),或者在實(shí)際道路上取芯,將芯樣放置在實(shí)驗(yàn)室底座內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),或者直接將實(shí)際道路取樣到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn);
(7)設(shè)備可以使用配置的溫控系統(tǒng)進(jìn)行多種溫度模式試驗(yàn),可以進(jìn)行路面干式加熱試驗(yàn),濕式水循環(huán)加熱試驗(yàn),路面制冷低溫試驗(yàn);
(8)小型路面加速加載設(shè)備配置斷面儀,可以在加載后測(cè)量路面車轍,同時(shí)可以利用車轍與加載次數(shù)的關(guān)系預(yù)測(cè)實(shí)際道路車轍發(fā)展規(guī)律;
(9)小型路面加速加載設(shè)備通體由不銹鋼構(gòu)成,以防止潮濕環(huán)境下的腐蝕。
三、產(chǎn)品應(yīng)用
(1)現(xiàn)場(chǎng)熱干環(huán)境測(cè)試:現(xiàn)場(chǎng)較高溫度下的干燥路面測(cè)試需要PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉(cāng)、干燥烘干系統(tǒng)和制熱/制冷系統(tǒng)。
(2)現(xiàn)場(chǎng)冷干環(huán)境測(cè)試:在較低溫度下,需綜合PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉(cāng)、干燥烘干系統(tǒng)和制熱/制冷系統(tǒng)一起試驗(yàn)。
(3)現(xiàn)場(chǎng)濕環(huán)境測(cè)試:濕路面常溫或高溫下現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)需要PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉(cāng)或者帆布蓋、濕路面加熱器。
(4)實(shí)驗(yàn)室模擬路面環(huán)境測(cè)試:室內(nèi)振動(dòng)碾壓成型機(jī)及路面成型試模用來(lái)鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的模擬路面。斷面儀、帆布蓋和加熱機(jī)冷卻室可用來(lái)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。
(5)鉆芯試樣室內(nèi)測(cè)試:實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)于干燥或者潮濕的150mm直徑的芯樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),需要試槽和PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉(cāng)或提供帆布蓋子、干熱或冷卻系統(tǒng)及濕加熱器系統(tǒng)。另外,也需要一些裝置以提升PaveMLS11和移動(dòng)試驗(yàn)床,比如起重設(shè)備或者作用于“I”型軌上的手動(dòng)設(shè)備。
(6)鉆芯試樣水損害評(píng)價(jià)測(cè)試:用PaveMLS11完成加水加載試驗(yàn),從路面可提取樣本作強(qiáng)度及疲勞測(cè)試(使用半圓彎曲技術(shù))。從輪徑上鉆取100mm直徑芯樣,同時(shí)在同樣材料中取出沒有壓過的芯樣作為參照。強(qiáng)度試驗(yàn)同時(shí)在這兩種芯樣上進(jìn)行,有交通量與無(wú)交通量的應(yīng)力比值可用來(lái)預(yù)測(cè)路面水損壞,同時(shí)可預(yù)測(cè)疲勞壽命。