对路面加速加载试验的

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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。
相同的发展规律。 ALF足尺加速加载设备
ALF的特点是单向加载,因渠化交 通一般多为单向行驶,所加荷载能自动 模拟实际交通荷载的横向分布,可选的 横向移动模型分布包括标准正态分布、 窄分布和矩形分布,其中常用的为标准 正态分布和窄分布。ALF是一个机动可 运输的设备,以便于在实际公路或特殊 修筑的试验路上使用。其详细技术参数 见表1。 MLS移动荷载仿真器
200 TRANSPOWORLD 2012 No.20 (Oct)
表2 MLS设备技术参数
项目
技术参数
载入轮
双轴双轮(24对轮胎)
轮胎压力
0.69MPa
主架长度
26.2m
来自百度文库
加载速度(单向)
18km/h
加载带长度
11.1m
表3 MMLS3设备技术参数
项目
技术参数
载入轮
半轴单轮(4个轮胎)
最大轮胎压力
0.8MPa
温、高温作用的情况。有关该设备的具 体技术参数见表3。
加速加载试验的研究成果
加速加载试验的目的是评价、验 证和提高道路铺面的结构设计方法,并 使路面破坏模式标准化,以延长其使用 寿命。试验的对象是典型路面结构和典 型材料,为了使其具有可比性,试验路 一般都要用常规的施工机械按标准的施 工工艺修建,以保证试验路与实际的路 面结构相同或接近。
H 现代公路 IGHWAY
对路面加速加载试验的研究
文/廖加和
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。
载入宽度
0.24m
加载速度(单向)
9km/h
加载带长度
2.4m
项目 单轮压力 轮胎宽度 加载带左右迂回 加载周期 总重
项目 单轮压力 轮胎宽度 载入带左右迂回 加载周期 总重
技术参数 18.9kN 0.6m +/-0.435m 8S 120t
技术参数 2.7kN 0.08m +/-0.08m 2s 800kg
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。另外,要把进行HVS试验的路段 的路用性能结果与经过多年荷载压力下 的路面的实测值进行对比,经过客观分 析以后来决定HVS试验段与在真实交通 状况和环境条件下的路段损坏是否具有
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。
南非斯坦布利什大学交通技术研 究所所长FredHugo院士与美国得克萨 斯州交通厅联合开发了MLS移动荷载仿 真器。该试验车与1995年开始投入使 用,已经完成了大量研究项目、报告和 论文。该试验的目的是得出荷载破坏的 方程式,确定路面的剩余寿命及对修补 的方法的指导,还有路面新材料的路用 性能鉴定等。
不同交通量的行车道和超车道 所测数据有所偏差,但两种车道在真 实荷载和环境因素下与加速加载试验
同等荷载作用下的偏差相似,说明了 加速加载试验可以很好的模拟长期路 用性能。而且在真实情况下的路面与 加速加载试验下的路面的车辙深度相 似,平均车辙深度大致相等,再次证 明了APT试验预测LTPP长期路用性能 的可行性。
有关该试验车的技术参数见图1和 表2。 MMLS3小型移动荷载仿真器
南非研究人员在开发了具有与 MLS性能相似的小型移动荷载仿真器 MMLS3。它是一个1/3比例的模拟器, 特点是体积小、重量轻、便于移动,即 可在实验室,又可在实际现场应用,主 要用于测试公路路面结构上部120mm 的部分,也能测试公路上经受水、低
表1 ALF设备技术参数
项目
技术参数
载入轮
单半轴双轮
横向移动模拟
标准正态分布及任意分布
主架长度
26.3m
加载速度
20km/h
加载带长度
12m
项目 配重 主架宽度 主架高度 加载周期 总重
技术参数 40-100kN每级10kN 4m 5.7m 9s 45t
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(MLS)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。
通过对比和验证各种试验设备的 使用情况,得出如下结论:
交通荷载的作用没有改变路面剪 应力的变化特性,这一结论在加速加 载试验中也成立,在累计标准轴载达 到一定程度后,路面产生车辙和微小 裂缝,当水从裂缝渗入后更加剧了路 面的损坏。
半刚性基层沥青路面的早期破坏 始于沥青面层,其破坏机理是,随着路 表荷载的不断作用下,在沥青面层与半 刚性基层界面间产生磨蚀作用,如果界 面保持干燥,磨蚀导致界面产生细小的 粉尘,一旦雨水浸入就会在路面表面形 成唧浆,最终导致沥青面层被架空进而 发生破坏。
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