摘要：阐述了加速加载试验的定义及分类，简要介绍了几种典型试验设备的技术参数及应用效果，并提供了一些有用的结论，为加速加载试验在中国的发展和应用提供了参考。
关键词：加速加载试验；长期路用性能；路面结构
中图分类号：U41 文献标识码:A
1概述
目前世界各国的公路特别是高速公路的设计理念日臻完善，发达国家经济对公路的依赖已经达到顶峰，各国也都力图研究出新的更加可靠的评价方法并建立更好的评价指标体系来用于指导设计和施工。由于利用野外长期路面观测的方法来评价现有路面不具有普遍的适用性，数据采集不仅受时间的限制，而且受交通量和荷载大小的限制，操作周期较长，因此，加速加载试验作为一种尝试，受到世界许多国家的青睐并逐渐发挥出了它的效用。
通过利用各种加速加载试验设备，可以对路面结构的各种参数进行采集，包括各结构层内不同深度的车辙、形变、弯沉、层内水平应变和垂直压应力以及在荷载和环境因素影响下的各种破坏现象的描述等，进而对路面的早期破坏机理进行研究，对材料的路用性能和结构进行对比验证，对沥青路面车辙及其发展规律进行研究，最后综合各个参数建立评价指标体系。
2加速加载试验定义与设备
2.1加速加载试验的基本概念及分类
加速加载试验的定义是：选用可控制的法定或超过法定的实际轮载，对实际使用中的、野外试验段或试验室里的路面结构以及按比例缩小的低承载能力的路面结构进行加速加载，通过重复荷载的连续作用以及模拟环境（水、温度）的影响，在较短的时间内使得路面结构加速损坏，以模拟其在设计使用期内的破坏规律，从而建立荷载和环境因素与路面结构性能和功能性能变化的关系，为路面结构的设计方法、理论研究和施工工艺的改进提供依据。
就加速加载试验设备来说，可分为野外足尺加速加载设备（ALF）、重载车辆仿真器（HVS）、移动荷载仿真器（MLS）和小型荷载仿真器（MMLS3）；就加速加载试验的试验路段的形状来说，可以分为环道试验和直道试验。
2.2加速加载试验典型设备使用现状
无论何种加速加载试验设备，虽然其类型和技术参数不同，但其工作的基本原理、试验功能和试验目的都是相似的，下面介绍几种典型的加速加载试验设备。
2.2.1HVS重载车辆模拟器
南非研制开发的重载车辆模拟试验车和相关技术能在3个月内对公路路段的测试，预测出该条公路20年内的使用性能。通过试验，可以测量出荷载等级的变化对永久变形、剪切破坏和开裂等路面响应参数的影响，为路基路面设计提出具体的技术指标。该项技术已在南非、美国的加利福尼亚州和佛罗里达州、美国寒冷地区实验室、瑞典和芬兰交通部门得到系统的应用。
试验的目的就是调查使用HVS试验数据来预测道路的长期路用性能的可行性，并且为将来的设计资料的收集和APT与实际路面行为进行对比提供理论依据。另外，要把进行HVS试验的路段的路用性能结果与经过多年荷载压力下的路面的实测值进行对比，经过客观分析以后来决定HVS试验段与在真实交通状况和环境条件下的路段损坏是否具有相同的发展规律。
2.2.2ALF足尺加速加载设备
ALF的特点是单向加载，因渠化交通一般多为单向行驶，所加荷载能自动模拟实际交通荷载的横向分布，可选的横向移动模型分布包括标准正态分布、窄分布和矩形分布，其中常用的为标准正态分布和窄分布。ALF是一个机动可运输的设备，以便于在实际公路或特殊修筑的试验路上使用。其详细技术参数见表1：
表1ALF设备技术参数
2.2.3 MLS移动荷载仿真器
南非斯坦布利什大学交通技术研究所所长Fred Hugo院士与美国得克萨斯州交通厅联合开发了MLS移动荷载仿真器。该试验车与1995年开始投入使用，已经完成了大量研究项目、报告和论文。该试验的目的是得出荷载破坏的方程式，确定路面的剩余寿命及对修补的方法的指导，还有路面新材料的路用性能鉴定等。
有关该试验车的技术参数见图1和表2:
图1 MLS试验设备简图
表2 MLS设备技术参数
2.2.4 MMLS3小型移动荷载仿真器
南非研究人员在开发了具有与MLS性能相似的小型移动荷载仿真器MMLS3。它是一个1/3比例的模拟器，特点是体积小、重量轻、便于移动，即可在实验室，又可在实际现场应用，主要用于测试公路路面结构上部120mm的部分，也能测试公路上经受水、低温、高温作用的情况[2]。有关该设备的具体技术参数见表3：
表3 MMLS3设备技术参数
3加速加载试验的研究成果
加速加载试验的目的是评价、验证和提高道路铺面的结构设计方法，并使路面破坏模式标准化，以延长其使用寿命。试验的对象是典型路面结构和典型材料，为了使其具有可比性，试验路一般都要用常规的施工机械按标准的施工工艺修建，以保证试验路与实际的路面结构相同或接近。
通过对比和验证各种试验设备的使用情况，得出如下结论：
（1）交通荷载的作用没有改变路面剪应力的变化特性，这一结论在加速加载试验中也成立，在累计标准轴载达到一定程度后，路面产生车辙和微小裂缝，当水从裂缝渗入后更加剧了路面的损坏。
（2）半刚性基层沥青路面的早期破坏始于沥青面层，其破坏机理是，随着路表荷载的不断作用下，在沥青面层与半刚性基层界面间产生磨蚀作用，如果界面保持干燥，磨蚀导致界面产生细小的粉尘，一旦雨水浸入就会在路面表面形成唧浆，最终导致沥青面层被架空进而发生破坏。
（3）不同交通量的行车道和超车道所测数据有所偏差，但两种车道在真实荷载和环境因素下与加速加载试验同等荷载作用下的偏差相似，说明了加速加载试验可以很好的模拟长期路用性能。而且在真实情况下的路面与加速加载试验下的路面的车辙深度相似，平均车辙深度大致相等，再次证明了APT试验预测LTPP长期路用性能的可行性。（4）根据对半刚性基层和柔性基层沥青路面的加速加载试验结果，总结得到了新建沥青路面的车辙和加载次数的关系式：RD=aNb 式中：RD为车辙深度，N为加载次数， a、b为系数。该式表明，新建沥青路面的初期车辙增加较快，再进一步加载，车辙不会增加很快。试验表明，材料设计是影响车辙深度的最主要的因素。另外，路面各结构层层间粘结的越好，路面结构的强度越高，抗车辙的能力也强，因此，在沥青路面结构的设计和施工中，应注意优化设计方法和提高层间粘结程度。（5）试验形成的轮迹带比实际交通荷载下的真实路面轮迹带要集中，因此由于荷载的集中性，可能产生更大的破坏性。发展前景加速加载试验表明，采用加速加载试验方法获取资料确实要比在实际交通荷载作用下进行资料积累快，数据采集能够在短时间内完成，因此可以说加速加载试验为公路科学研究的深入和发展提供了一种非常有效的手段。但是试验结果具有一定的特殊性，可比性差，很难将加速加载试验结果做定量的分析，今后工作的重点将放在路面对荷载反映的相关性、路面材料的变异性、路面环境因素模拟的真实性、动载参数研究和长期路用性能研究上。通过规范试验条件和试验过程，以使加速加载试验结果具有普遍性和可比性。参考文献[1]孟书涛，魏道新.足尺加速加载设备（ALF）的应用情况[D].中国公路学会高速公路建设与发展学术会论文集[A]，1998，11:180-185.[2]王于晨，郑南翔等.南非路面加速加载试验（APT）MLS和HVS系统的技术应用[D].第五届交通领域国际学术会议论文集[A].西安：长安大学，2005,06:314-317.[3]LubindaF.Walubita，Fred Hugo，Amy Epps：Performance of Rehabilitated Lightweight Aggregate Asphalt Concrete Pavements under Wet and Heated Model Mobile Load Simulator Trafficking, Texas Department Transportation[Z].2005，05：13-20，54-64.
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