一种足尺路面加速加载试验系统的制作方法

本发明属于路面加速加载试验装置技术领域，特别是一种自控运行的足尺路面加速加载试验系统。

背景技术：

足尺路面加速加载试验是通过在铺设好的试验路段上反复施加可控的荷载，模拟车辆在道路上运行状况，在较短时间内运行上百万次的碾压，加速试验路段损坏，分析道路的损坏机理，从而为道路结构设计选型、新材料性能研究等提供科学依据。

早期的路面加速加载试验采用标准卡车加载，可以较好的模拟路面真实受力情况。然而由于足尺路面加速加载试验需要重复运行上百万次，人工开车极其容易因司机疲劳而发生事故，因此标准卡车的试验方法被取消，机械加载的试验方法逐渐兴起。

现有机械式路面加速加载试验系统中，直道型路面加速加载试验系统应用最为广泛。其结构如中国发明专利“一种路面加速加载实验装置”所述(申请号：200810014002.0，授权公告日：2011.09.07)，包括主车架、主车架上的轨道组件、以及通过传动组件与轨道组件连接碾压组件。

然而该系统普遍存在如下问题：

1、加载轴型与实际轴型偏差大：现有系统大多为单轴单轮或单轴双轮，而实际道路上通行的车辆50％以上为五轴或六轴轴型，此时路面受到的动荷载越大，路面破坏也越严重；

2、加载速度慢：现有系统为0～30km/h，实际道路上重载车车速大多在50～60km/h；根据沥青混合料的时间－温度等效原理，沥青混合料在较低频率(较低车速)荷载作用下的力学参数和在较高温度时的力学参数相当，因此，实际车速更能准确反映路面的受力状况。

3、有效试验长度短：现有系统大多在10m以内，限制了试验方案设置；

4、需频繁加载和卸载：采用的是往复式运动，需频繁加载和卸载。

此外，现有系统还存在运行效率低、结构复杂、耗资巨大、养护维修困难等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种足尺路面加速加载试验系统，加载轴型与实际轴型相符、有效试验长度可自行设置、无需频繁加卸载。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种足尺路面加速加载试验系统，包括试验路面和行驶在该试验路面上的载重试验车，所述试验路面为两条平行的直线段两端分别通过一半圆弧段连接而成的环线，所述试验车为前轴为单轴单轮、双联轴为单轴双轮组合、三联轴为单轴双轮组合的六轴车。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)采用的加载轴型更加符合实际情况，能加速路面破坏过程；

(2)采用的运行速度可控制在实际车速范围内；

(3)试验长度无限制，可根据需要设计试验方案；

(4)无需频繁加载和卸载。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明足尺路面加速加载试验系统中试验路面结构示意图。

图2为本发明足尺路面加速加载试验系统中载重试验车的结构示意图(仰视)。

图3为图2的主视图。

图4为图2中控制装置的电原理框图。

图中，试验路面1，载重试验车2，车体21，配重块22，喷水装置23，定位运动校正装置24，控制装置25，核心控制模块51，转向控制模块转向控制模块52，速度监测模块53，数字显示模块54，无线网卡模块55，油门控制模块56，制动控制模块57。

具体实施方式

本发明足尺路面加速加载试验系统，包括图1所示的试验路面1和如图2所示的行驶在该试验路面上的载重试验车2，所述试验路面1为两条平行的直线段两端分别通过一半圆弧段连接而成的环线，所述试验车2为前轴为单轴单轮、双联轴为单轴双轮组合、三联轴为单轴双轮组合的六轴车。

本发明采用与实际造成路面破坏最主要的车型相同的轴型，以更好地模拟实际情况，符合实际情况，加速路面破坏过程。同时采用直线段与弧线段依次相接的环形路面，使试验有效长度不再受道路长度的限制，从而可以任意设置试验方案。最后，由于采用环形路面，不再需要频繁加载和卸载。

所述试验车2包括车体21、放置在车体21上的多个铸铁配重块22、固装在车体21前端用于模拟不同强度降雨的喷水装置23。

为精确模拟实际载重车，所述配重块22在车体21上的重量和位置配置为使整车轴重0～100T，前轴轴重0～20T，双联轴轴重0～30T，三联轴轴重0～50T。

为实现自动运行，避免因司机疲劳而发生事故，所述试验车2还包括设置在车体21前端用于使试验车2保持在既定轨迹运动的定位运动校正装置24及与之电连接的控制装置25。

所述控制装置25包括：

核心控制模块51，用于控制试验车2按既定速度、轨迹运行和停车，并记录运行次数；

转向控制模块52，用于控制试验车的转向；

速度监测模块53，用于监测当前的行驶速度；

数字显示模块54，用于显示当前的运行速度、轨迹；

无线网卡模块55，用于试验车的远程通信。以实现远程监测与控制；

油门控制模块56，用于试验车的动力控制，以实现试验车按既定速度运行；

制动控制模块57，用于试验车的减速、停车等制动活动。

如图4所示，所述核心控制模块51与数字显示模块连接54，通过显示屏可以人工手动输入运行速度、试验路面直线段长度L，轨道半径r、试验路面宽度b等参数，运行时可显示试验车的运行速度、轨迹；核心控制模块51与无线网卡模块55相连，实现遥控装置与试验车的无线通信，对试验车进行远程监测和控制；速度监测模块53、定位运动校正装置24的输出端与核心控制模块51的输入端相连接，核心控制模块51的输出端与转向控制模块52、油门控制模块56、制动控制模块57的输入端相连接；核心控制模块51持续接收速度监测模块53反馈的运行速度，以及定位运动校正装置24反馈的运行轨迹信息，将反馈的信息进行算法处理后，将控制信号传输给转向控制模块52、油门控制模块56、制动控制模块57，以修正试验车的运行状态和位置。所述核心控制模块51与喷水装置23相连接，以模拟降雨时节的加速加载试验。

根据技术现状，上述模块可采用现有技术中可实现所需功能的任何部件。

为更好模拟路面的现实受力情况，所述核心控制模块51控制的试验车既定速度为0～100km/h可调。通常设置在50～60km/h。

所述定位运动校正装置24为单线激光雷达、超声波传感器或差分GPS中的至少一种。