從科研到工程應用的重大跨越
“路面結(jié)構(gòu)加速加載”試驗設(shè)備進入國產(chǎn)化推廣階段
2021年11月,繼成為意大利CONTROLS集團的中國地區(qū)唯一合作伙伴后,歐美大地再次為道路工程試驗檢測領(lǐng)域帶來好消息:我們與山東交通學院簽訂合作協(xié)議,開始全面推廣山東交通學院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“全環(huán)境加速加載測試系統(tǒng)”。這也標志著“加速加載試驗”這種傳統(tǒng)認知上由進口品牌壟斷,價格昂貴,運營和維護成本高的,主要用于“科研目的”的試驗技術(shù)已經(jīng)開始進入設(shè)備國產(chǎn)化的工程應用推廣階段。
自2007年起,山東交通學院馮晉祥教授帶領(lǐng)的道路加速加載科研團隊就開始從事路面結(jié)構(gòu)加速加載試驗設(shè)備的研發(fā),先后在交通運輸部重大科技專項、山東省重點研發(fā)計劃(重大科技創(chuàng)新工程)和山東省交通運輸廳科技計劃等20余個項目的支持下,圍繞道路加速加載技術(shù)領(lǐng)域開展系列研究與開發(fā),攻克了多個關(guān)鍵技術(shù)難題,形成多項具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的科技發(fā)明創(chuàng)新,創(chuàng)新研制出高效智能全環(huán)境模擬道路加速加載實驗系統(tǒng)。發(fā)表科技論文40余篇,獲得國外發(fā)明專利10項,PCT專利6項,國內(nèi)專利46項,獲中國公路學會一等獎、山東省技術(shù)發(fā)明一等獎和二等獎、中國專利優(yōu)秀獎等獎勵近10項。
目前,山東交通學院的加速加載試驗設(shè)備有足尺和小型兩款。
ALT-S100小型全環(huán)境路面加速加載系統(tǒng)
小型化設(shè)備是目前看來非常有希望大規(guī)模應用的。這種小型化的設(shè)備與國外品牌類似產(chǎn)品相比,具有如下的重要技術(shù)進步:
加載能力更強
與進口設(shè)備相比,使用了寬度112mm,直徑415mm的充氣輪胎,加載能力最大可達約9KN。(進口約為寬度80mm,直徑300mm,最大荷載2.9KN)加載速度最高可達5500次/小時。
可移動性更強
考慮到加速加載試驗的最主要目的是在現(xiàn)場路面上進行使用,所以在設(shè)計之初,就考慮增加了自移動能力(移動輪),可以通過遙控器操作設(shè)備進行短距離移動轉(zhuǎn)場;為了便于車輛運輸,還增加了四個角落的具有自動升降功能的支撐腿,便于運輸,也可用于適應路面坡度。這些都是進口品牌不具備的功能設(shè)計。
集成環(huán)境模擬功能
瀝青路面的性能與環(huán)境因素是息息相關(guān)的,小型全環(huán)境路面結(jié)構(gòu)加速加載測試系統(tǒng)配備了-20℃~+70℃,70w/m2的紫外線輻射強度的環(huán)境模擬功能以及底部的環(huán)境艙。
中文操作軟件
與進口設(shè)備的機械化手工操作相比,山東交通學院的設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了計算機軟件對系統(tǒng)的自動化控制,并配備中文軟件,現(xiàn)場任何操作人員都能夠快速的理解和學會設(shè)備操作。
買得起,更用得起
與進口設(shè)備相比,山東交通學院的國產(chǎn)化設(shè)備價格(包括環(huán)境模擬單元)具有優(yōu)勢,且無需進口產(chǎn)品采購需要進行論證的繁瑣程序;后期維護成本低,并由山東交通學院和歐美大地提供本地化的售后服務保障和零配件供應。不僅所有單位都買得起,更是用得起,能夠成為具有高投入產(chǎn)出比的生產(chǎn)工具。
目前,該小型設(shè)備已有山東省交通科學研究院和山東省交通規(guī)劃設(shè)計院購買并使用。
山東交通學院的大型足尺路面結(jié)構(gòu)全環(huán)境加速加載模擬系統(tǒng)是應重慶交通大學要求而訂制開發(fā)的,也是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。除了具有小型化設(shè)備同樣的便利性、中文操作軟件的特點外,試驗輪使用10.00R20大型卡車輪胎,荷載能力提升到單軸200KN(雙軸400KN),滿足設(shè)計規(guī)范要求,可以進行足尺結(jié)構(gòu)試驗;增加了橫向移動能力,噴淋降雨模擬功能和濕度控制功能,加載速度可達4000次/小時,主要技術(shù)指標高于進口品牌加速加載系統(tǒng)的技術(shù)水平。
大型全環(huán)境加速加載測試系統(tǒng)
除了這些加速加載試驗必須的技術(shù)性指標外,山東交通學院在研發(fā)時,考慮的最重要的目標是“開發(fā)一種讓所有用戶真正負擔得起的設(shè)備”,因此,在確定技術(shù)路線時,著重考慮了設(shè)備的使用成本:整體結(jié)構(gòu)的耐久性和零配件更換費用,電力消耗成本,運輸和短距離轉(zhuǎn)場成本,真正將加速加載試驗變成了所有單位都用的起的一種試驗方法。
目前,除了重慶交通大學已經(jīng)服役多年的這臺大型設(shè)備外,山東交通學院還具有1臺自用大型足尺設(shè)備,可以承接各種科研任務、工程項目等工作。對加速加載試驗有興趣的單位還可以聯(lián)系我們以合作的形式開展相關(guān)研究。
在我們?yōu)榱嗽u價路面材料性能和結(jié)構(gòu)方案性能而開發(fā)出的各種試驗方法中,“路面結(jié)構(gòu)加速加載試驗”是“終極”的方法,是能夠直接反映和準確預測路面長期性能的手段。以往,限制這種手段大規(guī)模推廣的障礙主要是設(shè)備獲取的便利性和高昂的采購和運營維護成本,并且缺乏技術(shù)規(guī)范支持。如今,我們可以說設(shè)備采購和成本方面的障礙已經(jīng)得以突破。隨著國內(nèi)用戶越來越多,我們相信規(guī)范方面的障礙也一定會很快克服,我們也非常期待國內(nèi)有關(guān)單位率先與我們聯(lián)合編寫地方標準、協(xié)會標準,并最終形成行業(yè)標準。
除了這兩種已經(jīng)商品化的加速加載設(shè)備外,基于山東交通學院60多年來在道路工程方向的研究經(jīng)驗和技術(shù)積累,以及歐美大地全球數(shù)百家儀器設(shè)備制造商的產(chǎn)品資源。我們還將共同承接各地單位研究性,非標準化的特殊加速加載試驗系統(tǒng)以及配套路面狀況快速檢測設(shè)備,路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的訂制化服務。歡迎有興趣的單位與我們聯(lián)系。
歐美大地自1987年成立以來,在30多年的經(jīng)營歷程中,一直致力于引進國外的先進試驗檢測技術(shù)和裝備,并提供本地化的售后服務。隨著時代的發(fā)展和中國國力的增強,在新的交通強國建設(shè)階段,我們也將承擔新時期的歷史使命:幫助具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果進行市場化推廣,讓這些好的技術(shù),好的產(chǎn)品更快的為人所知,為人所用,把路修的壽命更長,性能更好。