英国进口设备改造设计:PaveMLS11小型 1/3尺寸路面加速加载测试系统
2021年,某交通科研设计院引进的一台英国产的路面加速加载测试设备,不能满足国家相关标准和规定,不能正常使用,经我公司技术人员对其部分模块部件进行改造设计后,完全符合了国家标准,增加且实现了原有设备的所有功能正常使用。
第一、对其路面环境实验槽进行改造设计(上图红色涂鸦部分为改造模块),在模拟水淹模式基础上增加了喷水、水加热、仿雨淋等模式;
环境温度控制仓
第二、全新设计环境温度控制仓,由于该单位设备缺少环境温度控制模块,如果从国外购买价格十分昂贵,经我司技术人员全新设计后,不仅实现了温控系统下进行路面干式加热实验、湿式水循环加热实验,路面制冷低温实验,还为该单位节约了大量的经费。
一、产品概述
英国PaveTestina公司生产的PaveMLS11小型1/3尺寸路面加速加载测试设备,采用1/3比例标准卡车轮胎对路面进行加载,胎压与标准卡车轮胎一致,加载轮对地应力与标准卡车轮胎一致,所以在实际路面上加载得到的车辙数据与足尺加速加载一致。
并且可以铺设1/3比例厚度的试验道路,用小型加速加载来研究道路内部的力学响应和基层损坏,得到的试验数据与在实际道路上进行足尺加速加载实试验数据是一致的。
可以代替大型足尺路面加速加载设备来进行加载测试,研究现场真实路面状态上的全部尺寸车辆车轮加载下路面性能研究,以节约试验成本和快速得到初步试验结论。
也可以用于研究沥青材料面层的疲劳特性,预测和评价路面车辙等性能。如果相对于常规的加速加载试验状态,需要和普通车辙测试设备一样评估慢速加载时路面性能的状况,只需调整它的加载速度即可,然而加载方向却始终模拟真实行车状态而进行单向的加载模式。
PaveMLS11小型加速加载设备,采用标准卡车轮胎的1/3比例尺寸轮胎进行加载,安装有4个加载轮,测试长度接近1.1m,可施加7200次/每小时加载。作用于300mm直径试样上的荷载可至2.7kN(短时间可达2.9kN),轮压700kPa(短时间可达800kPa)。
二、产品特点
(1)小型路面加速加载设备配置有横向移动系统,可以模拟实际路面轮迹带上轮迹的正态分布,横移宽度为左右各75mm;
(2)加载轮宽度80mm,在横向移动系统启动后加载宽度可达230mm;
(3)特殊巧妙的荷载单元设计结构,使得路面不平的情况下加载轮对地荷载依然是稳定的;
(4)小型路面加速加载设备有本地手动和远程自动两种控制方式 ,在远程模式下软件可以记录设备高度,环境温度,路面温度和道路内部温度及加载速度、次数等信息;
(5)小型路面加速加载设备配置有胎压监测系统,在发生爆胎或者胎压不足的情况设备自动警报并停机;
(6)小型路面加速加载设备有多种试验方式,可以在实际道路上进行试验,也可以使用配置的大尺寸震动轮碾成型机,在实验室内成型试验道路进行试验,或者在实际道路上取芯,将芯样放置在实验室底座内进行试验,或者直接将实际道路取样到实验室内进行试验;
(7)设备可以使用配置的温控系统进行多种温度模式试验,可以进行路面干式加热试验,湿式水循环加热试验,路面制冷低温试验;
(8)小型路面加速加载设备配置断面仪,可以在加载后测量路面车辙,同时可以利用车辙与加载次数的关系预测实际道路车辙发展规律;
(9)小型路面加速加载设备通体由不锈钢构成,以防止潮湿环境下的腐蚀。
三、产品应用
(1)现场热干环境测试:现场较高温度下的干燥路面测试需要PaveMLS11荷载模拟器、断面仪、环境控制仓、干燥烘干系统和制热/制冷系统。
(2)现场冷干环境测试:在较低温度下,需综合PaveMLS11荷载模拟器、断面仪、环境控制仓、干燥烘干系统和制热/制冷系统一起试验。
(3)现场湿环境测试:湿路面常温或高温下现场试验需要PaveMLS11荷载模拟器、断面仪、环境控制仓或者帆布盖、湿路面加热器。
(4)实验室模拟路面环境测试:室内振动碾压成型机及路面成型试模用来铺设实验室内的模拟路面。断面仪、帆布盖和加热机冷却室可用来进行室内试验。
(5)钻芯试样室内测试:实验室内对于干燥或者潮湿的150mm直径的芯样进行试验时,需要试槽和PaveMLS11荷载模拟器、断面仪、环境控制仓或提供帆布盖子、干热或冷却系统及湿加热器系统。另外,也需要一些装置以提升PaveMLS11和移动试验床,比如起重设备或者作用于“I”型轨上的手动设备。
(6)钻芯试样水损害评价测试:用PaveMLS11完成加水加载试验,从路面可提取样本作强度及疲劳测试(使用半圆弯曲技术)。从轮径上钻取100mm直径芯样,同时在同样材料中取出没有压过的芯样作为参照。强度试验同时在这两种芯样上进行,有交通量与无交通量的应力比值可用来预测路面水损坏,同时可预测疲劳寿命。