[发明专利]一种用于多工况路面结构加载模拟试验仪

说明书

本发明公开了一种用于多工况路面结构加载模拟试验仪，目前国内现有的加速加载试验设备噪音大、能耗高、运行成本高、效率低，不能广泛的推广和使用。本发明通过滑动装置上下移动，从而推动轮胎前后移动实现往返直线运动进行加载试验，能够真实的模拟汽车轮胎在路面上的行驶运动状态，可广泛用于沥青路面抗滑性能衰减特性研究和破坏机理研究等。本发明包括试验箱、支架装置、滑动装置、控温装置、控湿装置、加载装置。本发明能够真实模拟路面不同温度、不同荷载、不同湿度下的实际受力状况。

技术领域

本发明涉及一种能够模拟汽车轮胎在路面上行驶时的运动状态，通过轮胎的直线运动对路面重复施加竖向荷载和水平荷载，并可控制荷载大小、水平运动速度、路面温度和干湿环境的道路试验检测设备。

背景技术

利用传统的室内试验仪器研究路面材料和结构性能存在着一定的局限性，无法做到与路面的实际受力状况相符合。近年来，一大批新的大型设备被开发出来，比如路面加速加载试验系统、MTS试验机、UTM试验机等，其中路面加速加载试验系统是最顶尖的道路试验仪器，它能对正常施工的路段施加仿真的轮载，并通过重复地对路面结构施加足尺的移动轮载来迅速判定路面的性能。

目前世界范围内只有南非、美国、澳大利亚等少数国家研制路面加速加载试验系统并销售，国内尚未发现生产并销售路面加速加载试验设备。由于进口设备价格昂贵，供货周期长等原因，国内购买的路面加速加载试验设备数量少、价格高，比较典型的是交通部公路科学研究所1990年购买的ALF型路面加速加载试验设备，同济大学2010年购买的MLS66型路面加速加载试验系统和1/3足尺路面加速加载系统MMLS，长安大学2010年购买的路面加速加载试验系统HVS。

已有设备的工作原理：

1、澳大利亚研制的ALF路面加速加载设备，采用单轴主动轮在12m长的试验段上进行单向加载，加载速度为20km/h，轴荷为40～80KN。

2、南非研制的MLS路面加速加载设备，4个(或6个)加载轮在一个近似椭圆的框架轨道上循环运行，釆用循环式从动轮加载，加载速度为0～26km/h，轴荷0～150KN。

3、南非研制的1/3足尺加速加载试验设备MMLS,主要应用在实验室对路面试样进行对比性实验。采用循环式从动轮加载，加载速度为0～26km/h，轴荷0～2.5KN。

4、南非研制、美国生产的HVS路面加速加载装备，釆用双向主动轮加载，加载速度为14km/h，轴荷20～100KN

已有设备缺点：

1、造价昂贵，南非生产的MLS目前售价在2000万左右，MMLS也在100万元以上；

2、设计上偏复杂，启动制动频繁，加载方式存在缺陷，如美国制造的HVS；

3、部分加速加载设备荷载间歇时间短，与实际道路车辆间隔时间不符，不能真实地再现道路车辆运行环境，造成研究结构与实际路面运行状况一致性差，如南非生产的MLS和MMLS加速加载设备运行过程中冲击噪音大、能耗高，运行成本加大，而且冲击较大，使得设备轮轨磨损严重，降低了设备使用寿命；

4、设备电气电缆寿命低，需要经常更换电缆，设备维护不方便，如ALF动力电缆折弯频繁，磨损严重。

针对目前重轴载、大交通量和极端气候环境条件下沥青路面早期损坏严重和使用寿命较短的现状，结合国内外沥青路面使用情况及路面加速加载试验设备的调查，本专利在借鉴吸收先进理念的基础上，设计了具有自主知识产权的缩尺路面加速加载试验系统。

发明内容

本发明的目的是解决目前国内无法生产路面加载系统的现状，设计研发原理简单实用、使用方便、功能齐全、造价低廉且符合车辆真实运行环境的路面加速加载系统。