国内外加速加载测试技术研究状况

摘要：近年来，我国高等级公路建设发展较快，路面使用性能和结构性能需要进行深入研究，由于实际路面所处环境复杂多变，加速加载试验是一个非常有效的试验研究手段。加速加载试验设备能在短期内模拟长时间的路面破坏情况，为检测路面状况和试验参数，优化道路性能指标提供依据。问文中介绍了加速加载试验研究概况，简要介绍了国内外典型的加速加载试验设备及使用情况。

关键词：路面加速加载；测试设备；足尺路面

中图分类号： TL5 文献标识码： A 文章编号

一、加速加载试验技术的概念及意义

加速加载试验(Accelerated Pavement Test简称APT)，是在短期内通过控制轮压荷载（轮载大于或等于规范限定的极限标准）在路面结构层的作用，确定可控加速累计当量轴次作用下路面的响应与运营状况。试验方法分为四类：（1）可控加速加载试验；（2）环形、直线型、无固定型试验道；（3）其它类型，其中包括采用静载或脉冲加载设备加载。试验可以通过增大重复荷载次数；改变加载环境，如温度、湿度等；使用薄层路面以降低路面的承载能力、缩短设计寿命等加速路面破坏。在移动载荷的往复循环作用下,沥青路面会产生车辙、裂纹、坑槽、网裂等不同形式的破坏。路面的使用寿命受汽车荷载重复作用、环境湿度、温度变化等因素的影响。这些因素是在时时发生变化的，室内试验很难模拟。路面结构、材料不同，施工技术和施工质量不同，环境湿度、温度变化不同，交通量和行车荷载不同，路况和相关资料收集不全，评价标准不一致，实际工程跟踪观察总结周期长且工作量大，路面性能衰变规律、破坏原因难以总结分析。

加速加载试验模拟真实条件，短期试验得到长期规律。可以应用在不同路面类型、不同路用材料、不同荷载类型的经验比较上，也可以用在对路面响应和材料状况理论模型的验证上。从而提高道路设计、建设、养护和维修技术。也为制定相关的技术规范提供依据。

二、国外应用情况

明尼苏达试验路计划始于1993年，该试验路可以得到水平和垂直方向的应变、含水量以及温度等参数。大交通量道路是通过州际Ⅰ-94号公路西行的交通量进行加载，低交通量的路段采用标准试验卡车来加载。

美国研制的HVS设备，采用主动轮双向加载，加载速度为0 ～14 k轴荷为20 ～100kN。美国AASHO道路试验主要研究荷载值与车轮分布不同的轴载重复作用次数与不同路面厚度之间的关系。

南非研发的可移动直道设备（HVS），可以直接在路面上运行。HVS运行速度 14km/h ，轮载液压加载装置（单轮或双轮），轴载 20～100kN，有效测试长度为 9m。对机场跑道试验时，轮载可增加至 200kN，试验段宽1.5m。目前该设备己在 500 多条试验路上模拟了 14 亿标准轴载作用次数。最初, 轮载是在0.9m宽的环道上均匀分布, 但现在的模型多数都能将荷载分布在1. 5m宽直至公称宽的区域内。

日本土木工程研究所综合试验场由两部分组成，一段长870m，别一段长628m，总共67个试验段。一些试验段长15m，宽7m，较小的试验段为为25m长，5m宽。荷载车辆为3辆时速40km/h，后轴重60-160KN的无线遥控卡车。

西班牙国家公共设施试验中心（CEDEX）的足尺试验环道，建于1985年，试验环道总长300m，直线路段长150m，可安排6个试验段。采用自动控制方法对每个加载装置进行监控，加载速度为60km/h，每天可对足尺试验段路面加载6万次。

三、国内应用情况

1.重庆公路研究所于1983年购置圆形环道，东南大学于1985年购置圆形环道，其加载形式是单向加载，固定式，加载速度为50-60km/h，最大轮载65KN，环道的试槽宽和深度都为2m，直径10m。

2.交通部公路科研院1990年从澳大利亚购买了ALF加速加载设备，该设备的加载形式是单向加载的移动式设备，试槽形式为试验路或足尺公路。加载速度5-30km/h之间，所加荷载为半轴双轮荷载（相当于BZZ-100轴组），试验轴载为80-200KN，胎压0.7MPa。

3.长沙理工大学于1999年自主研制直线式加速加载试验系统，长60m，宽3.5m，深度2.0m。加载形式双向加载，加载范围为3-7t，最大行驶速度30km/h。

4.交通部公路科学研究和长安大学于2007年左右在购置了南非生产的MMLS3，可移动，室内外都可以使用。长安大学公路学院2009年购置了美国生产的Dynatest Heavy Vehicle Simulator（HVS） Mark Ⅵ型，加载速度最大12.8km/h,可单向或双向加载。加载轴重30-200KN，可单轮或双轮加载。轮压连续可调（0.4-1.0MPa）。有效加载长度不小于6m。

5.同济大学2008年购置了南非生产的MLS66和2台MMLS3.该设备的技术参数包括，6个试验轮，能模拟货车和飞机荷载。轮胎速度22km/h或7000次/h。最大荷载75KN。有效试验长度不小于6m。

6.山东交通学院2009年研制出国内首台具有完全自主知识产权的移动式路面加速加载试验系统（ALT）。

四、发展前景

加速加载试验系统发展方向环道和直道，其轮载和环境更加接近实际。加速加载试验系统具有广阔的前景，可以用于研究路面材料在动力作用下的反应；路面结构在重复荷载下的路用性能研究，包括车辙和疲劳；新材料和复合式的比较和研究；路面结构类型选择；车辆和路面相互作用与系统研究；验证路面分析和评价模型；不同热拌沥青混合料（Superpave, SMA, OGFC, PEM）沥青路面性能评估研究，使用聚合物改性和其他新材料的沥青路面合理厚度和材料研究。

无论是从公路建设还是养护来看，在我国试点集中推广应用加速加载设备性能研究的时机和条件已经成熟，且非常有必要，只有这样才能更好推动交通运输发展方式转变，服务我国公路建设又好又快发展，这已成各省区市交通主管部门的共识。

在我国建立国家加速加载及路面长期性能观测基地十分必要，但需要深入研究论证组织管理、运营模式、政策和资金保证等问题，从现实需要看，采用建立国家级的长期性能观测试验路和在全国有选择地在部分地区建立加速加载试验场是相互补充，相互统一的。

参考文献：

[1] 黄晓明, 等. 沥青路面车辙形成规律环道试验研究[J].东南大学学报(自然科学版) ,2000( 5)

[2] SF Brown，Dsc，Feng，etal. Accelerated Pavement Testing in Highway Engineering[J].Proceedings of the Institution of Civil Engineers Transport，2004(4):173-180