英國進口設備改造設計:PaveMLS11小型 1/3尺寸路面加速加載測試系統(tǒng)
2021年,某交通科研設計院引進的一臺英國產的路面加速加載測試設備,不能滿足國家相關標準和規(guī)定,不能正常使用,經我公司技術人員對其部分模塊部件進行改造設計后,完全符合了國家標準,增加且實現(xiàn)了原有設備的所有功能正常使用。
第一、對其路面環(huán)境實驗槽進行改造設計(上圖紅色涂鴉部分為改造模塊),在模擬水淹模式基礎上增加了噴水、水加熱、仿雨淋等模式;
環(huán)境溫度控制倉
第二、全新設計環(huán)境溫度控制倉,由于該單位設備缺少環(huán)境溫度控制模塊,如果從國外購買價格十分昂貴,經我司技術人員全新設計后,不僅實現(xiàn)了溫控系統(tǒng)下進行路面干式加熱實驗、濕式水循環(huán)加熱實驗,路面制冷低溫實驗,還為該單位節(jié)約了大量的經費。
一、產品概述
英國PaveTestina公司生產的PaveMLS11小型1/3尺寸路面加速加載測試設備,采用1/3比例標準卡車輪胎對路面進行加載,胎壓與標準卡車輪胎一致,加載輪對地應力與標準卡車輪胎一致,所以在實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1/3比例厚度的試驗道路,用小型加速加載來研究道路內部的力學響應和基層損壞,得到的試驗數(shù)據(jù)與在實際道路上進行足尺加速加載實試驗數(shù)據(jù)是一致的。
可以代替大型足尺路面加速加載設備來進行加載測試,研究現(xiàn)場真實路面狀態(tài)上的全部尺寸車輛車輪加載下路面性能研究,以節(jié)約試驗成本和快速得到初步試驗結論。
也可以用于研究瀝青材料面層的疲勞特性,預測和評價路面車轍等性能。如果相對于常規(guī)的加速加載試驗狀態(tài),需要和普通車轍測試設備一樣評估慢速加載時路面性能的狀況,只需調整它的加載速度即可,然而加載方向卻始終模擬真實行車狀態(tài)而進行單向的加載模式。
PaveMLS11小型加速加載設備,采用標準卡車輪胎的1/3比例尺寸輪胎進行加載,安裝有4個加載輪,測試長度接近1.1m,可施加7200次/每小時加載。作用于300mm直徑試樣上的荷載可至2.7kN(短時間可達2.9kN),輪壓700kPa(短時間可達800kPa)。
二、產品特點
(1)小型路面加速加載設備配置有橫向移動系統(tǒng),可以模擬實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,在橫向移動系統(tǒng)啟動后加載寬度可達230mm;
(3)特殊巧妙的荷載單元設計結構,使得路面不平的情況下加載輪對地荷載依然是穩(wěn)定的;
(4)小型路面加速加載設備有本地手動和遠程自動兩種控制方式 ,在遠程模式下軟件可以記錄設備高度,環(huán)境溫度,路面溫度和道路內部溫度及加載速度、次數(shù)等信息;
(5)小型路面加速加載設備配置有胎壓監(jiān)測系統(tǒng),在發(fā)生爆胎或者胎壓不足的情況設備自動警報并停機;
(6)小型路面加速加載設備有多種試驗方式,可以在實際道路上進行試驗,也可以使用配置的大尺寸震動輪碾成型機,在實驗室內成型試驗道路進行試驗,或者在實際道路上取芯,將芯樣放置在實驗室底座內進行試驗,或者直接將實際道路取樣到實驗室內進行試驗;
(7)設備可以使用配置的溫控系統(tǒng)進行多種溫度模式試驗,可以進行路面干式加熱試驗,濕式水循環(huán)加熱試驗,路面制冷低溫試驗;
(8)小型路面加速加載設備配置斷面儀,可以在加載后測量路面車轍,同時可以利用車轍與加載次數(shù)的關系預測實際道路車轍發(fā)展規(guī)律;
(9)小型路面加速加載設備通體由不銹鋼構成,以防止潮濕環(huán)境下的腐蝕。
三、產品應用
(1)現(xiàn)場熱干環(huán)境測試:現(xiàn)場較高溫度下的干燥路面測試需要PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉、干燥烘干系統(tǒng)和制熱/制冷系統(tǒng)。
(2)現(xiàn)場冷干環(huán)境測試:在較低溫度下,需綜合PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉、干燥烘干系統(tǒng)和制熱/制冷系統(tǒng)一起試驗。
(3)現(xiàn)場濕環(huán)境測試:濕路面常溫或高溫下現(xiàn)場試驗需要PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉或者帆布蓋、濕路面加熱器。
(4)實驗室模擬路面環(huán)境測試:室內振動碾壓成型機及路面成型試模用來鋪設實驗室內的模擬路面。斷面儀、帆布蓋和加熱機冷卻室可用來進行室內試驗。
(5)鉆芯試樣室內測試:實驗室內對于干燥或者潮濕的150mm直徑的芯樣進行試驗時,需要試槽和PaveMLS11荷載模擬器、斷面儀、環(huán)境控制倉或提供帆布蓋子、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和移動試驗床,比如起重設備或者作用于“I”型軌上的手動設備。
(6)鉆芯試樣水損害評價測試:用PaveMLS11完成加水加載試驗,從路面可提取樣本作強度及疲勞測試(使用半圓彎曲技術)。從輪徑上鉆取100mm直徑芯樣,同時在同樣材料中取出沒有壓過的芯樣作為參照。強度試驗同時在這兩種芯樣上進行,有交通量與無交通量的應力比值可用來預測路面水損壞,同時可預測疲勞壽命。