道路测试技术第五章路面抗滑性能

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第五章 路面抗滑性能检测技术
二、构造深度TD检测 1．手工铺砂法 仪具与材料：
1 ）人工铺砂仪： 由圆筒、推平板组成。
（1）量砂筒： V=25cm3
（2）推平板：直径 50mm ，底面粘一层厚 1.5mm 的橡 胶片。
（3）刮平尺：可用 30cm 钢板尺代替。 2 ）量砂：干燥洁净的匀质砂，粒径 0.15~ 0.3mm 。 3 ）量尺：钢板尺、钢卷尺
1. 仪器设备 （1）摩擦系数测定车：SCRIM型，由承载车辆、距离测
量装置、横向力测量装置、供水系统和主控制系统组成。
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2. 测试系统 （1）测试轮胎为3.00/20的光面轮胎 （2）测试轮胎标准气压为350kPa （3）测试轮静态垂直标准载荷为2kN （4）横向力系数SFC=横向力/垂直载荷
路面抗滑能力 轮胎-路表摩擦力
粘附力
滞后力
取决于接触面 剪切强度和面积
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取决于轮胎 橡胶内阻尼损失
行车
路表
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平整、干燥的路面 主要由粘附力控制。粘附力来自于轮胎和路表分子结合
力、轮胎表面下橡胶剪切。
粗糙、潮湿的路面 主要由滞后力控制。路面潮湿时其粘附力显著下降。在
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水： 轮胎-路表接触面润滑，粘附力下降。但是，滞后力对
水作用不敏感。 水膜，会使行车车轮漂滑，雨天事故多。 因此，抗滑性能测试应考虑路面潮湿程度。
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④ 温度修正：标准温度20℃ 当路面温度为t（℃）时测得的摆值为BPNt，按下式
换算成标准温度20℃的摆值BPN20。 BPN20 = BPNt +△ BPN
温度修正值△ BPN
温度t（℃） 0 5 10 15 20 25 30 35 40
（弹性、硬度）； 长度、宽度磨耗量； 有效使用期一年。 温度计 尺子（126mm） 洒水壶 刮板（或刷子）等
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2．原理：机械，橡胶块滑过路面时的动能损失， 即摆锤前后高度差。
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试验原理： 铺砂、刮平 量直径 ：D=（D1+D2）/2
TD
=
1000V
π D2 / 4
=
31831 (mm)
D2
每一测点3次取平均值 注意：砂质、密度、人为影响
不能重复使用
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4．讨论 ① 仪器之间差别，如国产、进口，
对比试验、相关关系。 ② 重复性差，变异性大； ③ 反映低速（10km/h）抗滑，
路表细纹理。 ④ 不合理现象
构造深度大，点接触，BPN低； 泛油段，接触面大，BPN高。 ⑤ 风力影响。 ⑥ 电脑摆式仪，读数自动化。
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（8）SFC值的修正 ①速度修正 当测速超出50km/h±4km/h范围，需修正。 SFC标= SFC测—0. 22（v标—v测） ②温度修正 当测试路面温度超出20℃±5 ℃范围，需修正。 SFC值温度修正
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温度： 温度增加时，粘附力可能增加或减少；但是，滞后力
总是随着温度增加而减少。 路面抗滑性能测试温度及温度修正。
轮胎特性：
轮胎结构、材料性能、花纹等。 测试轮胎要求。 其它： 路表覆盖物如雪、石屑等影响。测试前清扫路面。
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温度（℃）10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
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四、单轮式横向力系数测试系统测定路面摩擦系数
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② 黄金摩擦系数（Golden Value Friction Number）
S −60
F 60 = A + B ⋅ FRS ⋅ e S p + C ⋅ TX
式中：A、B、C ——常数，取决于测定设备；光滑轮胎C=0。 F60 —— 黄金摩擦系数预测值。 FRS ——滑行速度S时，摩擦系数测定值。
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(3) 公路养护路面抗滑性能评价指标 《公路技术状况评定标准》 （JTG H20—2007）规定：
式中：
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6. 国际摩擦指数(IFI)
3．要点 ① 测试前标定摆式仪的灵敏度 测试时调平、调零、 校核滑动长度（126mm） ② 位置：行车道轮迹带 行车方向 ③ 单点测5次， 最大与最小之差<3BPN， 取平均值。 每个测点为3个单点平均值。
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轮胎损坏 滚动阻力
细纹理
粗纹理
大纹理
波长：0.001~0.5mm 0.5~50mm 50~500mm
平整度 >500mm
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细纹理： 集料表面粗糙度——低速起决定作用——材料选取考虑， 抗滑耐久性，石料磨光值要求PSV>42。 粗纹理： 外露集料构造——高速决定作用，构造深度要求。
粗糙的路面上，轮胎不断经受压缩和松弛变形。 压缩阶段：变形能量储存在橡胶内。 松弛阶段：部分储存的能量被恢复，部分储存的能量以
热的形式散失。
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3．影响因素 路表纹理：
车内噪音 车外噪音
轮胎磨损
溅水
潮湿路面摩擦力
IFI =International Friction Index 1992年世界道路组织(PIARC)提出， 统一由不同测试设备测定的摩擦系数， 通过试验（比利时28路段、西班牙26路段）， 取得51种测定结果， 按纹理深度和摩擦系数确定国际摩擦指数IFI。
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3. 测试技术要点 （1）每个测试项目开始前或连续测试1000km后，必 须对测试系统进行标定； （2）检查测试轮胎气压； （3）检查测试轮胎磨损情况，当轮胎直径减少达6mm 时，需要换新轮胎； （4）检查洒水位置（测试轮前400mm）和宽度 （150mm）； （5）行驶中降下测试轮预跑500m，开始正式测试； （6）沿正常轮迹行驶； （7）标准测速50km/h；
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2）测试方法及原理
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①在玻璃板上，标定厚度t0
平均长度：
l 0
=
l
1
+
l 2
2
厚度：
t 0
=
V
B
×
l 0
× 1000
=
1000 l
0
重复3次，取平均值。 每次测试前，同一种量砂， 同一个试验员。
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行车速度： 低速时（<10mph):
粘附力-速度关系显著，滞后力-速度关系不显著。 高速时（>50mph):
粘附力-速度关系不显著，滞后力-速度关系显著。
随着车速提高，轮胎与路表间的摩擦系数有所降低。 车速高，不利抗滑——路面抗滑性能测试车速要求。 载重大，摩擦力大——测试压力要求。
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IFI由两项组成： ① 黄金速度数（Golden Value Speed Number）
S p = a + b ⋅TX
式中：Sp ——黄金速度预测值； TX ——纹理参数，由粗纹理测定设备测定；
a、b ——取决于粗纹理测定设备的常数。
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度变化(同激光平整度仪) 。 注意其检测结果不同于铺
砂法。与铺砂法对比试验，建 立相关关系。
车载式激光构造深度仪 测速：50km/h以上 采样间隔：小于10mm 精度：0. 1mm
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三、摆式仪 1．主要设备
摆式仪： 橡胶片：物理性质技术要求
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长安大学公路学院 支喜兰 2014年4月
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一、概述
1．意义：行车安全性，路面抗滑性能 路面滑溜——雨天，弯道、下坡——侧翻、追尾事故
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2. 路面抗滑机理
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②在路面上实测 L1、L2
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平均长度：
L = L1 + L2 2
构造深度为：
TD
=
l0
−L L
×
t 0
=
l0 − L L × l0
× 1000(mm)
每测点三次取平均值。
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3. 激光构造深度仪 利用激光测距原理量测深
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4．测试方法 直接： （制动距离法） 摆式仪法→摩擦摆值BPN 单轮式横向力系数测试车→横向力系数SFC 双轮式横向力系数测试车→摩擦系数SCRIM——SFC 动态旋转式摩擦系数测定仪→摩擦系数DF ——SFC 间接： 构造深度测试法→构造深度TD：铺砂法：手工铺砂法 电动铺砂法 车载式激光构造深度仪
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5．路面抗滑性能要求 (1)沥青路面高速公路、一级公路、竣工验收抗滑指标
《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）规定：
年平均降雨量 （mm）
>1000 500~1000 250~500
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交工检测指标值
横向力系数SFC
构造深度TD （mm）
≥54
≥0.55
≥50
≥0.50
≥45
≥0.45
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(2)水泥混凝土路面高速公路、一级公路、竣工验收抗滑指标 《水泥混凝土路面设计规范》 （JTG D40—2011）规定：
一般路段：1.1 mm≥TD≥0.7mm 特殊路段：1.2 mm≥TD≥0.8mm
温度修正值 △ BPN
-6
-4
-3
-1
0
+2 +3 +5 +7
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测试指标即为摩擦摆值BPN，其特点为定点测量. 原理简单不仅可以用于室内，而且可用于野外测试沥 青路面及水泥路面的抗滑值。 但这种测试方法受人为因素影响大，检测速度慢，只 适用于一般公路不具备摩擦系数测定车时的抗滑性能检测。
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2．电动铺砂法 1）仪具与材料 电动铺砂仪 电动、砂漏、铺砂 宽B=5cm， 厚度均匀t0 标准量筒 V=50mL 砂 玻璃板等
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