路面加速加载设备

单向和双向加载路面结构。 2100433B

1.最大轮载：轮载20KN-100KN， 2.加载运行速度：可调，达到10 km/h，并且可以实现加速测试，加速度可达0.4 g。 3.轮迹：最大横向分布宽度 ±250mm 4.加载频次：往复：750次/每小时。

路面的早期损坏、特殊地质地区路基病害、特殊地域条件下路用材料的耐久性问题等已成为制约交通基础设施建设的瓶颈问题，由此造成的经济损失和社会影响难以估量。加速加载试验能够在短期内模拟道路结构在荷载和外界环境影响下的耦合作用效果，解释沥青路面早期损坏机理、验证道路和机场道面工程中的新材料和新技术，是解决各类病害防治与控制问题的有效方法。加速加载试验作为一种先进的试验研究方法，已经被世界上多个国家广泛应用于路面设计、施工、运营、养护领域。与国外发达国家相比，我国开展加速加载试验研究的起步相对较晚，试验研究方法基本停留在参数试验水平的阶段；加速加载造价较高，修建困难，加之政府部门对加速加载设施的情况了解还不够充分，一定程度上制约了我国加速加载试验研究的开展，这与我国快速发展的公路交通建设与养护实际很不适应。 本文在总结国内外加速加载试验领域研究的先进成果基础上，分析了我国推广开展加速加载研究计划的潜在受益，通过国内需求调研和分析，利用层次分析法研究适合我国国情的加速加载选型方案，探索加速加载试验场建设方法和管理体系，经济分析加速加载试验场建设成本，为我国交通主管部门审批和决策加速加载相关项目提供辅助，为广大高校和科研机构规划、设计和开展加速加载相关领域研究提供有益参考。 基于上述的考虑，本文在以下几个方面开展了相关研究工作： （1）开展加速加载研究的必要性和在我国大力开展加速加载研究的优势； （2）各种加速加载设备的选型和各类设备优缺点； （3）建设加速加载试验场的必要条件分析； （4）建立加速加载试验组织方式和人员分析； （5）建设加速加载试验场的经济性分析。取得了以下研究进展： （1）在深入的文献查阅基础上，对国际国内加速加载设备、试验场、加速加载方法应用于工程领域的现状和已开展的研究项目进行了详细阐述，为交通行业主管部门、国内专家、工程技术人员、管理人员全面了解加速加载试验领域相关成果、选取调研目标、采购设备、规划建设加速加载试验场地提供参考。 （2）通过选取七大类68个研究方向的问卷对国内67名不同背景工程技术专家进行全面需求调查，分析归纳了我国开展加速加载试验研究的潜在受益和研究方向，全面了解了国内专家对加速加载领域的认知程度和熟悉程度，为下一步国家和行业成立专门研究机构，开展加速加载相关领域研究奠定基础。 （3）综合考虑加速加载设备的使用特性、使用用途和使用价值三个方面的36个关键指标，利用层次分析法建立了加速加载选型指标体系，并计算了指标权重，利用模糊评价的方法进行了选型理论推导。 （4）运用经济分析方法给出了适合我国国情的加速加载选型方案和试验场配套建设方案。

【关键词】：加速加载层次分析法需求调研设备选型试验场规划

【学位授予单位】：长安大学

【学位级别】：博士

【学位授予年份】：2011

【分类号】：U416.217

可用于对路面结构进行加速加载测试。 2100433B

• 摘要5-7

• Abstract7-14

• 第一章 绪论14-26

• 1.1 概述14-15

• 1.2 研究现状和本文研究背景15-22

• 1.2.1 公路建设面临的主要技术问题15-16

• 1.2.2 公路建设与养护面临的现实问题16-17

• 1.2.3 公路建设与养护面临的长远问题17

• 1.2.4 加速加载研究的出发点17-18

• 1.2.5 加速加载相关领域研究现状18-22

• 1.3 研究目的和研究内容22-23

• 1.4 研究方法和研究重点23-24

• 1.5 本文的结构24-26

• 第二章 国内外加速加载设备和设施情况26-88

• 2.1 概述26-42

• 2.1.1 加速加载设备的发展情况26-29

• 2.1.2 国外知名加速加载设施简述29-38

• 2.1.3 国内主要加速加载设施简述38-42

• 2.2 加速加载设施调研42-43

• 2.3 路易斯安那州交通研究中心加速加载设施43-48

• 2.3.1 LTRC-ALF 的性能特点43-45

• 2.3.2 LTRC 试验场建设，测试道建设和附属设施建设45-46

• 2.3.3 LTRC ALF 设备的操作和维护管理46-48

• 2.4 佛罗里达交通厅重型车辆模拟器48-58

• 2.4.1 马克四代 HVS 技术规格和特点49-51

• 2.4.2 佛罗里达交通厅加速加载试验场建设和配套设施情况51-54

• 2.4.3 佛罗里达交通厅 HVS 的运营和维护54-57

• 2.4.4 HVS 马克 VI 型机57-58

• 2.5 伊利诺伊州立大学加速加载系统58-64

• 2.5.1 ATLaS 加速加载设备技术特点59-61

• 2.5.2 ATLaS 场站建设，测试道施工和测试元件安装61-62

• 2.5.3 加速加载设备的运营和维护62-63

• 2.5.4 ATLaS-30 加速加载设备63-64

• 2.6 印第安纳交通部加速路面测试设备64-69

• 2.6.1 APTF 的性能和规格66-67

• 2.6.2 测试场设计、测试道施工和测试元件布设67-69

• 2.6.3 APTF 的运营与维护69

• 2.7 堪萨斯大学公用基础设施系统实验室加速加载设备69-75

• 2.7.1 K-ATL 的性能和规格71-72

• 2.7.2 K-ATL 的建筑厂房与试坑72-74

• 2.7.3 K-ATL 的运营与维护74-75

• 2.8 国内加速加载设备应用情况75-81

• 2.8.1 RIOH-ALF 的性能与规格75-80

• 2.8.2 RIOH-ALF 已开展的研究简介80-81

• 2.9 本章小结81-88

• 2.9.1 APT 设备的规格及性能总结82-85

• 2.9.2 试验场建设、测试道铺设和测试元件安装85-86

• 2.9.3 加速加载设备的运营管理86-88

• 第三章 加速加载应用现状分析88-107

• 3.1 概述88-89

• 3.2 加速加载方法在柔性路面病害和路用性能评价中的应用89-91

• 3.2.1 加速加载试验在沥青路面设计中的应用89

• 3.2.2 使用加速加载方法测试评价和验证柔性路面病害和性能89-91

• 3.3 加速加载方法在刚性路面病害和路用性能评价中的应用91-92

• 3.3.1 加速加载设备在普通水泥混凝土路面设计和性能研究中的应用91-92

• 3.3.2 加速加载在连续配筋水泥混凝土路面中的应用92

• 3.4 加速加载方法在复合路面病害和路用性能评价中的应用92-93

• 3.5 加速加载方法在车-路-环境三相耦合分析中的应用93-97

• 3.5.1 加速加载设施模拟交通因素影响性的研究93-94

• 3.5.2 利用加速加载设施评价温度影响效果研究94-96

• 3.5.3 加速加载设施用于水对道路性能的影响研究96-97

• 3.5.4 加速加载试验与在役道路评价的相关性和局限性97

• 3.6 加速加载方法在路面材料研究中的应用97-99

• 3.6.1 道路面层材料研究98-99

• 3.6.2 基层和底基层材料研究99

• 3.6.3 路基材料研究99

• 3.7 加速加载方法在路面养护和改建中的应用99-104

• 3.8 加速加载方法在路面施工和质量评价中的应用104

• 3.9 加速加载计划经济效益分析104-105

• 3.10 小结105-107

• 第四章 加速加载研究需求调研107-121

• 4.1 概述107

• 4.2 问卷调查和前期准备107-108

• 4.3 问卷调查结果108-111

• 4.4 调查结果分析111-121

• 4.4.1 我国开展加速加载研究的常规领域114-115

• 4.4.2 路面设计和使用性能评价、验证115-116

• 4.4.3 车-路-环境相互影响研究116-117

• 4.4.4 加速加载设施用于路面材料研究117-118

• 4.4.5 使用加速加载设备评价路面养护和改造效果118-119

• 4.4.6 评价路面施工质量119

• 4.4.7 其它与加速加载设备和测试场相关的问题119-121

• 第五章 基于层次分析法的加速加载设备选型研究121-136

• 5.1 概述121

• 5.2 加速加载设备优选方法121-126

• 5.2.1 加速加载设备优选的概念模型121-122

• 5.2.2 确定权重的方法122-123

• 5.2.3 指标重要性的标度123-124

• 5.2.4 判断矩阵124

• 5.2.5 指标权重的检验124-125

• 5.2.6 加速加载选型指标权重的确定125-126

• 5.3 选型的标准126-128

• 5.3.1 定量的选型标准126

• 5.3.2 定性的选型标准126

• 5.3.3 设备选型指标体系的评价标准126-128

• 5.4 加速加载设备选型128-136

• 5.4.1 选型方法分析128

• 5.4.2 选型指标体系的评价集128

• 5.4.3 选型标准128-129

• 5.4.4 模糊评价矩阵129-130

• 5.4.5 权重分配130

• 5.4.6 模糊评判综合模型130-131

• 5.4.7 综合评判向量的识别131

• 5.4.8 行为模型的建立131-133

• 5.4.9 加速加载选型的行为模型133-134

• 5.4.10 加速加载选型方案134-136

• 第六章 加速加载设备选型方案分析136-150

• 6.1 概述136

• 6.2 可选方案-1：购置一台移动式加速加载设备136-139

• 6.3 可选方案-2：购置一台 ATLAS-80R 用于室外研究139-141

• 6.4 可选方案-3：购置一台可牵引式的加速加载设备141-144

• 6.5 可选方案-4，建造一台移动加速加载设备144

• 6.6 可选方案-5，建造一台室内固定加速加载设备144-147

• 6.7 小结147-150

• 第七章 我国加速加载试验场规划研究150-161

• 7.1 可能的室外加速加载试验设备和场地建设计划150-152

• 7.2 室内固定加速加载设备的场地建设计划152-154

• 7.3 测试元件154

• 7.4 人员编制计划154-156

• 7.5 加速加载设施的经济分析156-159

• 7.5.1 经济成本预估156-157

• 7.5.2 风险分析与控制157

• 7.5.3 科研经费估算157-158

• 7.5.4 经济和社会效益分析158-159

• 7.6 总结159-161

• 第八章 结论与展望161-165

• 8.1 主要结论161-164

• 8.1.1 加速加载研究的必要性161-162

• 8.1.2 各种加速加载设备的选型和各类设备优缺点162

• 8.1.3 建设加速加载试验场的必要条件分析162-163

• 8.1.4 建立加速加载试验组织方式和人员分析163

• 8.1.5 建设加速加载试验场的经济性分析163-164

• 8.2 本文的主要创新点164

• 8.3 展望164-165

• 参考文献165-176

• 攻读博士学位期间取得的研究成果176-177

• 致谢177-178