本仪器专为研究大粒径柔性路基材料（如开级配碎石、大粒径沥青稳定碎石等）在复杂荷载条件下的力学响应而设计，主要由三大部分组成：主机部分，液压部分和控制系统，它通过对标准圆柱形试件（Ф350mm x H500mm）精确施加轴向静态、动态荷载，实时、同步地测量并分析荷载力流在试件内部轴向和径向的详细分布情况。该方法超越了传统单轴强度或模量测试，为深入理解大粒径柔性路基的荷载扩散机制、内部应力状态演变及抗变形能力提供了关键数据支撑。
产品特点
- 双荷载模式：
- 轴向静态荷载 (Baseline Static Load)：可设定并稳定施加高达 10 kN (或更高，根据需求定制) 的静态轴向压力，模拟路基承受的恒定压力或长期静载。
- 轴向动态荷载 (Superimposed Dynamic Load)：可设定并施加频率与幅值可调的正弦波、半正弦波或自定义波形动态荷载，模拟车辆通行引起的往复冲击应力。动态荷载参数（频率、幅值、波形）可精确控制。
- 三维力分布测量：
- 轴向力分布 (Axial Force Distribution)：通过高精度、多通道的轴向力传感器分布式传感技术，连续监测沿试件直径方向的轴向力变化以及荷载在水平方向的传递与衰减规律。
- 径向力分布 (Radial Force Distribution)：采用压力传感器以120°等间距环形布局，同步测量三个正交方向的径向压力，监测荷载作用下混合料的侧向扩张趋势与骨架嵌挤状态。实时捕捉试件在荷载作用下径向应力的发展、扩散及不均匀性。这是理解大粒径材料“骨架效应”和侧向支撑能力的关键。
- 大尺寸试件：
- 直径350mm、高度500mm的试件可容纳最大粒径达53–75mm的骨料（如LSPB-25、ATP-40级配），确保测试时骨料骨架结构与现场实际一致，避免尺寸效应导致的力学行为偏差。
- 研究级精度与深度：
- 为优化混合料设计（级配、沥青用量）、评价不同结构层组合效果、预测长期性能（如车辙、疲劳）提供深层次的机理依据。
| 加载方式 | 伺服液压 | 加载波形 | 正弦、半正矢等 |
| 最大静荷载 | 50kN、100kN、150kN可选 | 加载频率 | 0.1Hz~25Hz |
| 最大动态荷载 | 5kN | 轴向测量分布 | 三层 |
| 压力传感器量程 | 100kN | 径向测量分布 | 120°分布 |
| 压力传感器精度 | ±1%F·S | 试模内径 | 直径350mm |
| 位移传感器量程 | 0~100mm | 试模高度 | 最大500mm，多层 |
| 位移传感器精度 | ±0.05mm | 压头尺寸 | 100mm，200mm，300mm |
| 工作电源 | 380V±10 50Hz（三相四线带零线）数据采集频率 | ＞1kHz每通道 | |
| 外形尺寸 | 1100x1000x2330（mm） | 重量 | 1200kg |
控制系统
- 4轴/13通道的控制系统，可同时控制4个动作器，采集13个传感器数据。
- 24位AD转化精度，配合8倍过采样技术，确保数据采集精度高且稳定。
- 具有自动识别试验夹具功能，避免软件和夹具不匹配造成试验的失败。
- 支持应力、应变、荷载保持等多种控制方式，可自动切换，适用于动态或静态试验
- 动态控制频率最高达70Hz，支持正弦波、方波、三角波等自定义波形输出。
- 所有试验结果均由系统自动完成计算，无需用户手动操作。
液压系统
- 伺服电机驱动：用伺服电机取代三相异步电机，通过对泵的转矩与转速精确控制，实现流量和压力的精准供给。
- 转速可调：伺服电机转速可根据试验需要调整，使得液压站能快速响应系统负载变化，可以有效降低设备温度、噪声。
- 油箱具备加热功能：在低温环境启动时可先预热液压油，加快系统响应速度，提升试验效率。
- 集成式传感器：系统实时监测液压油温度，并同步实施精准调控，确保油温始终稳定处于理想工作区间内，有效提升系统运行性能，显著延长设备使用寿命。
- 故障自诊断：液压系统依托各种传感器的报警功能，实现了从传统被动应对故障向主动健康管理的跨越升级，极大地增强了系统运行的可靠性与稳定性。
软件界面
实际路面在车辆行驶过程中承受的是动态变化的荷载，通过动态模量试验，能模拟这种动态受力情况，获取材料在真实受力状态下的力学响应，比静态测试更能准确反映沥青混合料的实际性能。
软件的优势：1、频率自动切换 2、根据应变范围自动调整压力幅值 3、自动计算出试验结果。
应用场景
- 大粒径柔性基层 (LSPB/LSAB) 材料开发与优化：评价不同级配、不同结合料（沥青、水泥）类型与用量下材料的荷载扩散性能、骨架稳定性及抗变形能力。
- 开级配碎石 (OGS/ATP) 路基性能研究：分析粒料级配、棱角性、压实度对力传递和侧向约束的影响，优化排水路基设计。
- 新旧路基/不同材料界面行为研究：分析界面处的应力传递与扩散特性，预防反射裂缝和层间滑移。
- 交通荷载下路基动力响应模拟：研究不同车型、车速（对应不同动载频率/幅值）对路基内部应力状态的影响。
- 数值模型 (如 FEM, DEM) 标定与验证：提供详实的实验数据，用于建立和校准更准确的路基材料本构模型和结构分析模型。
