什么加速路面測試?
加速路面測試可以被定義為:在壓縮周期內(nèi),模擬輪式負載在路面結(jié)構(gòu)的可控應用,以獲得長期負載狀況的影響。
在全球,墨西哥,巴西,南非,澳大利亞,新澤蘭,中國和日本有12處相同設施。現(xiàn)在加速路面測試已經(jīng)成為全球道路研究的支柱,通常有兩種設置:直線和環(huán)形,如圖1和圖2。
關(guān)于 CEDEX
土木工程研究和體驗中心,簡稱 CEDEX, 是西班牙專注于土木工程,建筑和環(huán)境前沿科技的公共組織。


測試軌道
CEDEX 測試軌道是這兩種方式的混合,兩邊是 75m 直線軌道,另外兩邊的環(huán)形半徑為 25 m。 軌道梁位于軌道內(nèi)側(cè)用于車輛的引導。圖 3


道路測試的六個區(qū)位于軌道的直線部分,軌道長度 304米,六個區(qū)可以同步進行測試。環(huán)形部分不用于測試,而是用于表面材料,處理和涂料等方面的研究。
在直線部分,有兩個由混凝土制成的 U型測試坑,2.6 m 深 8 m 寬,測試坑和道路其他部分隔離開,以在不同條件下進行測試。
兩臺測試車固定負載為 6.5 噸,車輛的循環(huán)速度為 40 Km/h, 最大速度為60 Km/h. 圖 4
通過液壓致動器, 測試車輪可在7個不同橫向路徑方向定位,產(chǎn)生的軌跡寬度為 1.0 都 1.3 m。
測試設備是從一個集中控制中心完全控制,并為此開發(fā)了專門的程序,以實現(xiàn)無人值守運行,每年測試頻率在 1×106個周期 以上。
參數(shù)測量
當車輪移動時,將會使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應力或應變。應力和應變?nèi)Q于負載的類型,大小,方向以及路面結(jié)構(gòu),路基,溫度,深度等。
通過應變片以及測試設備,可以獲得路面不同部分的負載及應力。
每層的基礎不同,因此在選擇傳感器和位置時需要進行仔細考慮。
瀝青層的底部橫向拉伸應變被認為是柔性路面的最重要的反應變量。因此,應變片應該放在層的底部來測量水平應變。
粒狀層和土壤主要來自垂直應變的積累,此時,需要測量垂直應變。
路面偏轉(zhuǎn)傳感器需要放置在移動輪的底下以實現(xiàn)瞬態(tài)響應。這些傳感器被放置在瀝青層的頂部或是固定到試驗坑的底部。
最后,還需要安裝其他傳感器安裝,以獲取環(huán)境數(shù)據(jù)和負載變量:溫度,濕度和速度,橫向位置等。圖5

控制系統(tǒng)


在建造之初,自動化過程就被重點考慮,以實現(xiàn)最小可能的中斷,實現(xiàn)連續(xù)操作。圖6
CEDEX 測試軌道控制系統(tǒng)主要包括 PLC 系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),兩者通過以太網(wǎng)連接到單一控制主機中,實現(xiàn)彼此通訊。PLC 系統(tǒng)主要負載車輛的管理,通過控制速度,橫向位置,備用輪胎,
空氣壓力等參數(shù)的控制來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負責測量過程。
HBM MGCplus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共有 240個通道,連接應變片,LVDT 和 Pt100 傳感器,以實現(xiàn)整個過程的測量監(jiān)控和采集相關(guān)數(shù)據(jù)。
測試設備管理
傳感器的數(shù)據(jù)完全自動化,其由 CEDEX 自己開發(fā),并實現(xiàn)實時測量和數(shù)據(jù)存儲。
測試設備管理分成以下過程:
傳感器管理
測量過程
數(shù)據(jù)存儲和分析
傳感器管理
傳感器的所有信息都存儲在控制計算機的數(shù)據(jù)庫中,每次測試只需從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用。包括傳感器所在的位置,技術(shù)信息以及活動狀態(tài)等。
一旦傳感器在數(shù)據(jù)庫中注冊,MGCplus 模塊將承擔標定曲線的工作,然后記錄相關(guān)參數(shù)(采用率,時間,觸發(fā)等)并保存為 .MPR 文件。通常有兩種采樣率,分別用于靜態(tài)測試和動態(tài)測試。圖8

測量過程
一般分為兩種類型測試:動態(tài)測試和專項測試
動態(tài)測試指的是車輛運行過程中進行地系統(tǒng)性測試。測試結(jié)果保存為 ASCII 文件,并包括曲線的分析所需的所有變量,如路面溫度,環(huán)境溫度,循環(huán)次數(shù),橫向位置,車輛速度,日期和時間。
動態(tài)測試一般自動激活,或通過不同的事件進行觸發(fā),一般包括:
周期數(shù):在測試開始時的車輛達到預定周期數(shù)
時間:預定的日期和時間
溫度:當路面溫度(由用戶定義)達到一定值
此類測試無需人工干預,并且實現(xiàn)7天24小時自動值守。
當事件觸發(fā)測試時,控制計算機發(fā)出指令到 PLC 系統(tǒng),指示車輛進入所需的測試狀態(tài)(速度和橫向位置等)。一旦車輛完成要求,控制計算機發(fā)送低電平指令到MGCplus 胸膛那個。命令傳輸帶有相關(guān)參數(shù)的 .MPR 文件并激活采集過程。圖9

當車輛完成一個周期后,控制計算機將來自數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 格式,并通過 Catman 進行數(shù)據(jù)處理,分析并存儲。
當所有數(shù)據(jù)存儲完成后,控制權(quán)將被交還給PLC 系統(tǒng)。
專項測試無需整個控制系統(tǒng),直接由 MGCplus 系統(tǒng)承擔。




