轮胎与路面之间的摩擦抗滑性能研究

合集下载

混凝土路面的抗滑性能及其影响因素研究

混凝土路面的抗滑性能及其影响因素研究

混凝土路面的抗滑性能及其影响因素研究一、研究背景与意义随着城市化进程的加速,交通拥堵已成为城市面临的重要问题之一。

为了缓解交通压力,提高交通运输效率,道路建设成为城市发展的重要方面。

而路面抗滑性能是影响道路交通安全的关键因素之一,研究混凝土路面的抗滑性能及其影响因素,对于提高道路安全性和交通运输效率具有重要的意义。

二、混凝土路面的抗滑性能1. 定义混凝土路面的抗滑性能是指路面在受到水、油、雪、冰等外界因素作用时,能否保持足够的摩擦系数,避免车辆侧滑或打滑,从而保障行车安全。

2. 影响因素(1)路面材料:混凝土路面的材料成分及配合比、表面粗糙度等均会对路面抗滑性能产生影响。

(2)路面湿度:路面湿度是影响路面抗滑性能的重要因素。

湿度越高,路面的摩擦系数越低,车辆侧滑或打滑的可能性越大。

(3)路面温度:路面温度也会影响路面抗滑性能。

在低温下,路面容易结冰或积雪,增加车辆侧滑或打滑的风险。

(4)车速及车辆类型:车速越高,路面与轮胎之间的摩擦力越小,车辆侧滑或打滑的风险越大。

不同类型的车辆对路面抗滑性能的要求也不同,比如重型卡车需要更高的路面抗滑性能。

三、混凝土路面抗滑性能的测试方法为了评估混凝土路面的抗滑性能,需要进行相关的测试。

目前常见的测试方法有以下几种:1. 滑移试验法:该方法是通过模拟车辆在路面上行驶时的滑移情况,来评估路面的抗滑性能。

测试时,会在路面上放置一定数量的水或油,然后测量轮胎与路面之间的摩擦力,从而评估路面的抗滑性能。

2. 剪切试验法:该方法是通过测量路面表面的黏滞力和剪切力,来评估路面的抗滑性能。

测试时,会使用一种称为“剪切盘”的设备,在路面表面施加一定的剪切力,然后测量路面表面的黏滞力和剪切力。

3. 微观结构分析法:该方法通过对混凝土路面的微观结构进行分析,来评估路面的抗滑性能。

测试时,需要使用显微镜等设备对路面的微观结构进行观察和分析,从而了解路面结构对抗滑性能的影响。

四、混凝土路面抗滑性能的提高措施为了提高混凝土路面的抗滑性能,可以采取以下措施:1. 优化路面材料的配合比和表面粗糙度,提高路面的摩擦系数。

混凝土路面抗滑性能试验标准

混凝土路面抗滑性能试验标准

混凝土路面抗滑性能试验标准一、前言混凝土路面是道路建设中常用的路面材料,其抗滑性能对道路行车安全至关重要。

因此,建立一套完整的混凝土路面抗滑性能试验标准,能够有效保障道路行车安全,提高混凝土路面的质量。

二、试验目的本标准的目的在于规定混凝土路面抗滑性能试验的方法和要求,以评定混凝土路面的抗滑性能,为混凝土路面的设计、施工和维修提供依据。

三、试验原理混凝土路面抗滑性能试验主要采用横向摩擦系数试验,通过模拟实际路面行车情况,测定混凝土路面的横向摩擦系数。

试验中,采用标准试验车辆,在不同速度下行驶,使试验车辆的轮胎与路面产生摩擦,测定产生摩擦的力和试验车辆的质量,从而计算出横向摩擦系数。

四、试验设备1.试验车辆:符合标准的试验车辆,包括轮胎、制动装置、速度计等。

2.试验路段:长度不小于1000米,宽度不小于4米,路面平整,无明显的裂缝和凹凸不平。

3.试验仪器:包括测力计、速度计、计时器等。

五、试验步骤1.试验前的准备工作(1)对试验车辆进行检查和校准,确保试验车辆的各项参数符合标准要求。

(2)对试验路段进行检查,排除试验中可能出现的影响因素,如路面上的杂物等。

2.试验过程(1)将试验车辆置于试验路段上,按照标准速度行驶,测定车辆的速度。

(2)在试验车辆轮胎与路面产生摩擦时,使用测力计测量摩擦力的大小。

(3)在试验过程中,每隔一段时间记录测量数据,直到试验结束。

3.试验后的处理(1)根据试验数据计算出试验路段上的横向摩擦系数。

(2)对试验数据进行统计分析,确定试验结果的可靠性和精度。

六、试验要求1.试验车辆的轮胎要求符合标准规定,轮胎胎面磨损深度不得超过2mm。

2.试验路段要求平整、无明显的裂缝和凹凸不平,路面干燥,无杂物。

3.试验时应选择不同速度进行试验,以确定混凝土路面的横向摩擦系数对速度的依赖关系。

4.试验过程中应注意安全,确保试验车辆和试验人员的安全。

七、试验结果的评定试验结果应根据试验标准规定的计算公式计算出横向摩擦系数,并按照规定的数据处理方法进行处理。

路面抗滑性影响因素及防治措施研究

路面抗滑性影响因素及防治措施研究

路面抗滑性影响因素及防治措施研究作者:冯红梅李强来源:《中国科技博览》2013年第21期[摘要]通过分析影响路面抗滑性能的主要因素,提出提高路面抗滑性能的措施。

研究结果表明,选择合适的矿物材料,添加合理的表面活性剂,并采用适当的道路养护方法是提高抗滑性能的必由之路。

[关键词]抗滑性路面路面养护中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-010.引言作为表征道路安全性的一个重要指标,路面抗滑能力反映了路面抵抗车辆滑行的能力,是影响路面车辆行驶的重要因素。

近年来,道路交通量的不断增加使得路表面抗滑材料被磨损速度加快。

而路表面抗滑能力的不断下降,使得道路的安全性得不到保障的地步,进而引发交通事故的不断发生,危急国民的生命安全。

因此,采取必要的应对措施来保证道路有足够的抗滑性能成为了当务之急。

1 影响路面抗滑性能的主要因素1.1 选用矿料性能差石灰岩属于碱性材料,相比于酸性材料,它同石油沥青的粘附效果更加。

因而,在很多线路工程中,工程技术人员在选用路面矿料的时候,通常会选择石灰岩。

但是,将石灰岩作为路面矿物骨料时也存在着很多严重的缺陷,如硬度较低,耐磨性能差。

若用其修筑路面,抗滑性能不能很难得到保证。

1.2 混合表层材料抗滑性差目前,道路路面施工中的沥青表处和嵌入式路面都为下大上小的嵌缝石料,路面表层用小石屑封面,这些细料与沥青粘结易形成致密的光面,很难保证路面的宏观构造深度。

目前二、三级路面的混合料表层也多成细粒式结构,抗滑性能低。

另外,由于低标号沥青低温抗裂性差,因此在路面修建时多用较高标号的沥青,高标号沥青虽然抗裂性能相对较好,但由于粘度低,热稳定性差,容易泛油,用于路面往往形成致密油面,从而降低了路面抗滑能力。

1.3 路面污染现有沥青路面多数为砂土质路肩,在风吹和车带泥土的影响下很容易污染路面,影响路面的构造深度,在雨天容易形成一层润滑膜,致使路面的摩擦系数大大降低,进而影响路面的抗滑性能,对行人的生命安全造成威胁。

摩擦系数问题

摩擦系数问题
(4)计算每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。
5.报告
(1)列表逐点报告路面构造深度的测定值及3次测定的平均值;当平均值小于0.2mm时,试验结果以<0.2mm表示。
(2)每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。
三、摆式仪测定路面抗滑值试验方法
校核滑动长度时应以橡胶片长边刚刚接触路面为准,不可借摆力量向前滑动,以免标定的滑动长度过长。
(4)用喷壶的水浇洒试测路面,并用橡胶刮板刮除表面泥浆。
(5)再次洒水,并按下释放开关,使摆在路面滑过,指针即可指示出路面的摆值。但第一次测定,不做记录。当摆杆回落时,用左手接住摆,右手提起举长柄使滑溜块升高,将摆向右运动,并使摆杆和指针重新置于水平释放位置。
(4)按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~
5m,该处的测定位置以中间测点的位置表示。
4.计算
(1)计算铺砂仪在玻璃板上摊铺的量砂厚度t0。
(2)计算路面构造深度TD:
(3)每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果,精确至0.1mm。
(3)校核滑动长度
①用扫帚扫净路面表面,并用橡胶刮板清除摆动范围内路面上的松散粒料。
②让摆自由悬挂,提起摆头上的举升柄,将底座上垫块置于定位螺丝下面,使摆头上的滑溜块升高,放松紧固把手,转动立柱上升降把手、使摆缓缓下降。当滑块上的橡胶片刚刚接触路面时,即将紧固把手旋紧,使摆头固定。
①量砂筒:一端是封闭的,容积为(25土0.15)mL,可通过称量砂
筒中水的质量以确定其容积V,并调整其高度,使其容积符合要求。带一专门的刮尺将筒口量
砂刮平。
2推平板:推平板应为木制或铝制,直径50mm, 底面粘一层厚1.5mm的橡胶片,上面有一圆柱把手。

公路路面抗滑性能影响因素研究

公路路面抗滑性能影响因素研究

制 动 力 系数 B C F
制 动 距 离数 S DN

滑 移 指数 S N


纵向摩擦 系数 P C F
横 向 力 系数 S C F 构造深度 T D

测 试
积水 , 在宏观构造众 多的使用 特性 中, 最突 出的是抗 滑、 减少 雨天 交通事故的作用 。在车辆速度较低 时 , 面微观构 造对抗 滑性 能 路 起决定性作用 。但在高速行车 时 , 宏观构 造的存在 能为 轮胎与路 面界面上 的积水 提供 排泄 空间 , 保障 轮胎 与路面 间 的接触 面积 。 车速越高 , 为迅速排除表面水所需 的宏观构造 的深度 越大 。据 国
路面抗滑能力是指路 面和轮胎之间存在 的阻抗能 力 , 因此除 了路 结构对抗滑性 能的影响见图 2 。 面本身 的特性会影 响抗 滑性之外 , 轮胎 的特性 或其他 同时影 响路 由图 2可见 , 在微观构造 上 , 3比 4要粗 糙 , 在低 速时 3的摩 面及轮胎 的外 在环境 因素也将对抗滑值 的变化产 生影 响 , 些因 擦 系数 比4大 , 因 3宏 观较细 , 这 但 即构造深 度小 于 4 故高速 时摩 , 素可归纳 为路 面因素 、 车辆 因素 、 环境 因素和路面 污染程 度等 , 现 擦 系数 比4 。同理 , 的微观 、 小 1 宏观 构造都不好 , 故在高 速 、 速 低
人 工法 H
直接
路面的微观构造为与其接触 的轮 胎抗 滑值
低速行驶 时的路表 面抗 滑能力 起决定 作用 。主要影 响在 低 速行 车( 0k / ) 5 i h 时路面 的抗 滑能力 , n 同时对高 速行 驶时路 面抗 滑力
也有一定影响。 路面的宏观构造是 指路 面集料 间 的开放 空 间 、 隙 和沟槽 , 孔 水平方向 0 5nl~5 r、 . -l 0mn 垂直 方 向 0 2ml—1 m, A l r . i 0 m 这部 分构 l 造主要 由集料外露或路面表面纹理 提供 , 经过特殊 处理形成 的大 构造 , 断面波 长在 0 5ml一 0nn范围内 。 其 . i 5 l l l 路表面通过宏观 构造 可以迅 速排 除轮胎 与路 面表 面之 间 的

混凝土路面抗滑性能检测标准

混凝土路面抗滑性能检测标准

混凝土路面抗滑性能检测标准一、前言混凝土路面是公路交通建设中常见的路面类型之一,其抗滑性能是保障道路行车安全的关键因素之一。

因此,制定一套完整的混凝土路面抗滑性能检测标准对于保障公路交通建设的安全和高效运营具有重要意义。

二、适用范围本标准适用于混凝土路面抗滑性能的检测,包括混凝土路面摩擦系数和抗滑指数等相关指标的检测。

三、术语和定义1、混凝土路面:指由水泥、砂、石料等材料制成的路面。

2、摩擦系数:路面与轮胎之间的摩擦力与垂直于路面的力的比值。

3、抗滑指数:路面防滑性能的定量化指标,通常用摩擦系数的倒数表示。

4、静态摩擦系数:车轮在静止状态下与路面之间的摩擦系数。

5、动态摩擦系数:车轮在运动状态下与路面之间的摩擦系数。

四、设备和工具1、摩擦系数测试仪:用于测试路面静态摩擦系数和动态摩擦系数。

2、抗滑指数测试仪:用于测试路面抗滑指数。

3、温度计:用于测量路面温度。

五、检测方法1、混凝土路面摩擦系数检测(1)静态摩擦系数检测静态摩擦系数是指车轮在静止状态下与路面之间的摩擦系数。

检测时,应将测试仪的轮胎放置在路面上,使其与路面相接触,然后通过测试仪测量静态摩擦系数。

(2)动态摩擦系数检测动态摩擦系数是指车轮在运动状态下与路面之间的摩擦系数。

检测时,应将测试仪的轮胎放置在路面上,然后通过测试仪测量动态摩擦系数。

2、混凝土路面抗滑指数检测抗滑指数是路面防滑性能的定量化指标,通常用摩擦系数的倒数表示。

检测时,应先测量路面温度,然后通过测试仪测量路面的摩擦系数,最后计算出路面的抗滑指数。

六、检测结果的判定和处理1、混凝土路面静态摩擦系数根据不同的使用环境和要求,对于混凝土路面静态摩擦系数,应根据实际情况进行判定和处理。

一般来说,静态摩擦系数应大于0.5。

2、混凝土路面动态摩擦系数根据不同的使用环境和要求,对于混凝土路面动态摩擦系数,应根据实际情况进行判定和处理。

一般来说,动态摩擦系数应大于0.35。

3、混凝土路面抗滑指数根据不同的使用环境和要求,对于混凝土路面抗滑性能,应根据实际情况进行判定和处理。

道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第4章路面抗滑性能检测

道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第4章路面抗滑性能检测

出版社
测量程序(TEXTUREHRA);③一般路面测量程序(TEXTURE);④传感 器校核程序(SENSORCHECK)。 2)根据被测路面状况,选择一般路面测量程序或大孔隙、粗糙度大的路面 测量程序进行测量。 3)以稳定的速度推车行驶进行测定,仪器按每一个计算区打印出该段构造 深度的平均值。 4.2.3电动铺砂仪测定路面构造深度 本方法适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用以评定路面 表面的宏观粗糙度及路面表面的排水性能和抗滑性能。 (1)仪器设备 1)电动铺砂仪。 2)量砂。
摩擦系数差异不大,一般是能保证汽车安全行驶的。
2
2021/7/22
道路与桥梁工程试验检测技术
出版社
(3)面层结合料及集料 结合料的品种对摩擦系数有很大影响。 (4)路面上结冰、积雪及其他状态 路面上的结冰与积雪,均会使路面摩擦系数降低。 4.1.2路面抗滑标准 大量的试验与实践表明,由于雨水的润滑作用,引起路面摩擦系数降低,使 路面滑溜。 影响路面抗滑性能的因素很多,但主要的有石料的抗滑性能(即石料磨光值 PSV),它既影响低速行车时路面的抗滑能力,也影响高速行车时路面的抗滑 能力。 《公路沥青路面设计规范》中规定:在设计高速公路、一级公路的沥青表面 层时,应选用抗滑、耐磨石料,其石料磨光值应大于42。沥青路面表层抗滑
3
2021/7/22
道路与桥梁工程试验检测技术
出版社
性能指标有: 1)摩擦系数。高速公路、一级公路宜在竣工后第一夏季采用摩擦系数测定 车,以(50±1) km/h的车速测定横向力系数SFC。 2)路面宏观构造深度。 3)一般于竣工后第一个夏季测定沥青面层横向力系数或摆值、路面宏观构 造深度。
4
2021/7/22
道路与桥梁工程试验检测技术

路面抗滑性能试验检测方法_secret

路面抗滑性能试验检测方法_secret

路面抗滑性能试验检测方法路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力。

通常,抗滑性能被看作是路面的表面特性,并用轮胎与路面问的摩阻系数来表示。

表面的特性包括路表细构造和粗构造;影响抗滑性能的因素有路面表面特性、路面潮湿程度和行车速度。

路表面构造是指集料表面的粗糙度,它随车轮的反复磨耗而渐被磨光。

通常采用石料磨光值(PSV)表征抗磨光的性能。

细构造在低速(30-50KM/h以下)时对路表抗滑性能起决定作用。

而高速时主要作用的是粗构造,它是由路表外露集料间形成的构造,功能是使车轮下的路表水迅速排除,以避免形成水膜。

粗构造由构造深度表征。

抗滑性能测试方法有:制动距离法、激光轮拖车法(横向力系数测试)、摆式仪法、构造深度测试法(手工铺砂法、电动铺砂法、激光构造深度仪法)。

各方法的特点和调试指标,详见表1。

路面的抗滑摆值是指:用标准的手提式摆式摩擦系数测定仪,测定出路面的潮湿条件下对摆的摩擦阻力。

路表构造深度是指:一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均的深度。

路面横向摩擦系数是指:用标准的摩擦系数测定车测定,当测车轮与行车方向成一定角度且以一定速度行驶时,轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与试验轮上荷载的比值。

高速、一级公路的路面应具有良好的抗滑性能,其沥青路面抗滑性能应符合表2的要求;二级、三级公路应根据各路段的具体情况,采取必要的技术措施,以提高路面抗滑性能。

在设计高速、一级公路的沥青表面层时.应选用抗滑、耐磨石科,其石料磨光值应大于42。

高速、一级公路的摩擦系数.宜在竣工后第一个夏季采用摩擦系数测定车,以(50±1)km/h的车速测定横向力系数(SFC);宏观构造深度应在竣工后第一个夏季用铺砂法或激光构造深度仪测定,此时的测定佰应符合表2规定的竣工验收值的要求。

上述抗滑标准仅为设计阶段的抗滑标准。

公路在养护过程中,也有养护的具体标准。

路面抗滑性能测试方法比较表1沥青路面抗滑性能标准表2鉴于路面抗滑性能测试方法较多,本工程采用下面的手工铺砂法构造深度测试方法。

道路工程 课题7道路现场质量检测4抗滑性能试验

道路工程 课题7道路现场质量检测4抗滑性能试验
❖ 二、仪具与材料
❖ (1)摆式仪:摆及摆的连接部分总质量为1 500±30g, 摆动中心至摆的重心距离为4105mm测定时摆在路面 上滑动长度为126士lmm,摆上橡胶片端部距摆动中心 的距离为508mm,橡胶片对路面的正向静压力为22.2 土0.5N。
❖ (2) 橡 胶 片 : 当 用 于 测 定 路 面 抗 滑 值 时 的 尺 寸 为 6.35mm×25.4mm×76.2mm , 橡 胶 质 量 应 符 合 要 求 。 当橡胶片使用后,端部在长度方向上磨耗超过16mm 或边缘在宽度方向上磨耗超过32mm,或有油类污染 时,
• 抗滑性能测试方法有:制动距离法、偏转 轮拖车法(横向力系数测试)、摆式仪法、 构造深度测试法(手工铺砂法,电动铺砂 法、激光构造深度仪法)。
抗滑性能
• 抗滑性能检测:
• 抗滑摆值:指用标准的手提式摆式仪测定路面在 潮湿条件下对摆 的摩擦阻力;FB(BPN) ≥45
• 构造深度:指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔 隙的平均深度;
1,2-紧固把手;3-升降把手;4-释放开关;5-转向 节螺盖;6-调节螺母;7-针簧片或毡垫;8-指针; 9-连接螺母;10-调平螺栓;11-底座;12-垫块; 13-水准泡;14-卡环;15-定位螺丝;16-举升柄; 17-平衡锤;18-并紧螺母;19-滑溜块;20-橡胶 片;21-止滑螺丝
摩擦系数测定
❖ 即应更换新橡胶片。新橡胶片应先在干燥路面上测试 10次后再用于测试。橡胶片的有效使用期为1年。
❖ (3)标准量尺:长126mm。 ❖ (4)洒水壶。 ❖ (5)橡胶刮板。 ❖ (6)路面温度计:分度不大于1℃。 ❖ (7)其它:皮尺或钢卷尺、扫帚、粉笔等。 ❖ 三、方法与步骤 ❖ (一) 准备工作 ❖ (1)检查摆式仪的调零灵敏情况,并定期进行仪器的

高速公路路面抗滑性能研究

高速公路路面抗滑性能研究

高速公路路面抗滑性能研究高速公路作为现代交通中不可或缺的一部分,对路面抗滑性能的要求变得越来越高。

路面的抗滑性能直接关系到行车安全和用户的出行体验。

因此,对高速公路路面抗滑性能的研究变得尤为重要。

首先,了解什么是路面抗滑性能。

路面抗滑性能是指车辆在路面上行驶时,对路面摩擦力的要求。

地面的滑动阻力主要由物理摩擦以及路面材料与车辆轮胎之间的摩擦力提供。

在高速公路上,路面抗滑性能需要具备较高的抗摩擦能力,以保证行驶的稳定性和安全性。

一种常见的改善路面抗滑性能的方法是使用高摩擦系数材料。

这些材料通常使用特殊的骨料和填料进行配制,以提供更大的摩擦力。

这种材料通常用于坡度较大或曲线较多的路段,因为在这些地方减速、加速和转向时,车辆与路面的相对运动速度较大,需要更高的抗滑性能。

除了材料选择,路面的纹理设计也对抗滑性能起着重要作用。

合理的纹路可以增加路面与车辆轮胎间的摩擦力,提高抗滑性能。

常见的纹路设计包括横纹、纵纹和斜纹等。

根据不同路面和气候条件,选择合适的纹路设计可以有效提高车辆行驶的稳定性。

此外,路面抗滑性能还与路面状况、湿度等环境因素密切相关。

例如,雨天时路面的湿润度会显著影响车辆的抗滑性能。

当水分进入轮胎与路面之间,会形成水膜降低摩擦力,从而影响行车安全。

因此,对于高速公路来说,设备和措施的选择应该根据不同环境条件进行调整,以提供更好的抗滑性能。

在研究高速公路路面抗滑性能的过程中,有一个重要的指标是附着系数。

附着系数是用于衡量路面抗滑性能的一个量化指标。

它与路面摩擦力的大小直接相关。

通过对不同环境、不同材料进行试验和模拟,可以得到不同条件下的附着系数数据,进而评估路面的抗滑性能。

最后,高速公路路面抗滑性能的研究还需要充分考虑交通流量和速度等因素。

高速公路是车辆密集的地方,尤其是在高峰时段。

因此,需要根据实际的交通流量和车速情况,综合考虑车辆的加速、减速和变道等操作,以确定合适的路面抗滑性能要求。

综上所述,高速公路路面抗滑性能的研究是一个复杂而重要的课题。

改善轮胎滚动阻力和防滑能力的分析

改善轮胎滚动阻力和防滑能力的分析

科学技术创新2021.07(b)APFC 电路扰动后输出电压波形图5APFC 电路输入、输出波形(0.4s 加载)制参数下的输入电流波形是严格的正弦波,功率因数得到提高,谐波含量大大减少,整体满足指标要求。

参考文献[1]路秋生.功率因数校正技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.[2]F.A.Huliehel ,F.C.Lee ,and B.H.Cho.Small-Signa1Modeling of the Single -Phase Boost High Power Factor Converter with Constant Frequeney Control.PESC'92,1992:475-482.[3]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2000.[4]林渭勋.现代电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2006[5]杨旭,裴云庆等.开关电源技术[M].北京:机械工业出版社,2004.[6]楼顺天.Matlab 程序设计语言[M].西安:西安电子科技大学出版社,1997.[7]张崇巍,张兴.PWM 整流器及其控制[M].北京:机械工业出版社,2005.[8]F.A.Huliehel ,F.C.Lee ,and B.H.Cho.Small -Signa1Modeling of the Single -Phase Boost High Power Factor Converter with Constant Frequency Control.PESC'92,1992:475-482.[9]王兆安,杨君.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,2004.[10]周志敏等.开关电源功率因数校正电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2004.(a)APFC 电路扰动后输入电压、电流波形改善轮胎滚动阻力和防滑能力的分析Analysis of improving rolling resistance and skid resistanceof tire吕飞跃吴晨昊樊高飞(东北林业大学交通学院,黑龙江哈尔滨150040)现如今节能减排的发展理念已经得到大家普遍的认同,人们在选购汽车时也越来越关注汽车的燃油经济性表现。

抗滑性能(横向力系数)检测方案

抗滑性能(横向力系数)检测方案

5.抗滑性能(横向力系数)检测内容路面横向力系数反映路面的抗滑能力。

路面抗滑性能是指路面表面与车辆轮胎之间的摩擦性能,也称为路面附着力。

路面抗滑性能强,可以提高道路行车安全性和舒适性。

检测方法方法一:路面横向力系数反映路面的抗滑能力。

1)单轮式横向力系数测试系统测试路面摩擦系数方法适用范围本方法适用于单轮式横向力系数测试系统在新、改建路面工程质量验收和无严重坑槽、车辙等病害的正常行车条件下连续采集路面的横向力系数。

仪具与材料技术要求横向力系数测试系统由承载车、距离测试装置、横向力测试装置、供水装置和主控制单元组成,见下图。

主控制单元除实施对测试装置和供水装置的操作控制外,同时还控制数据的传输、记录与计算等环节,其主要技术要求如下:单轮式横向力系数测试系统结构示意图(1)承载车应为能够固定和安装测试、储供水、控制和记录等系统的载重车底盘,具有在水罐满载状态下最高车速大于100km/h 的性能;(2)测试轮胎类型:光面天然橡胶充气轮胎;(3)测试轮胎规格:3.00-20-4PR;(4)测试轮胎标准气压:(3.5±0.2)kg/㎝2;(5)测试轮偏置角:19.5º~21º;(6)测试轮静态垂直标准荷载:(2000±20)N;(7)拉力传感器非线性误差:<0.05%;(8)拉力传感器有效量程:0~2000N;(9)距离标定误差:<2%。

方法与步骤准备工作(1)每个测试项目开始前或连续测试超过1000km 后应按照规定的方法进行系统应力传感器的标定,记录下标定数据并存档;(2)检查测试车轮胎气压,应达到车辆轮胎规定的标准气压;(3)检查测试轮胎磨损情况,当其直径比新轮胎减小达6㎜(也即胎面磨损3㎜)以上或有明显损伤或裂口时,必须更换新轮胎。

新更换的新轮胎在正式测试前应试测约2km;(4)检查测试轮气压,应达到(3.5±0.2)kg/㎝2的要求;(5)检查测试轮固定螺栓必须拧紧。

轮胎与路面之间的摩擦抗滑性能研究

轮胎与路面之间的摩擦抗滑性能研究

轮胎与路面之间的摩擦抗滑性能研究摘要:本文对橡胶的摩擦、轮胎与路面之间的摩擦特性和附着因数的含义以及影响轮胎附着性能的因素进行了分析。

橡胶与路面之间的摩擦因数受载荷和滑动速度的影响,轮胎与路面之间的摩擦因数包括粘着和滞后两部分,与轮胎结构、路面状况和轮胎的工作条件密切相关。

关键词:轮胎;路面;摩擦;附着1 引言橡胶是汽车轮胎的主要材料,直接与地面接触,所以研究橡胶的摩擦磨损性能,是关系汽车安全的基础环节,也是ABS防抱死装置的理论基础和操作依据。

汽车行驶、制动、加速、转弯时的唯一外力来源就是从轮胎与路面间的摩擦力获得的。

因此研究轮胎橡胶的力学行为是意义十分重大的一项基础性工作。

由于轮胎的受力状况复杂,影响轮胎摩擦力的因素繁多,准确地把握轮胎的摩擦状况还有距离,这方面的研究还有待进一步深化。

本文概括了近年来在轮胎摩擦磨损方面的研究进展。

2 摩擦的基本特性对任意两个接触滑动固体来说,Amnions早在17世纪就提出了摩擦基本定律:摩擦力与所加载荷成正比,与接触表观面积Aa无关。

据此给出的摩擦定律一般形式为:F =μW (1)式中F—摩擦力;μ—摩擦因数;W—载荷。

摩擦因数可分为静摩擦因数和动摩擦因数,其值不仅取决于摩擦副的材料性能,还取决于摩擦副所处的系统。

两个相对运动物体产生的摩擦力通常包括两个分力:粘附力Fa和变形或滞后力Fh。

前者是两个对摩表面分子之间的相互作用力(范德华作用力),克服粘附力必须施加足够大的剪切力;后者是对摩表面粗糙凸体之间的相互啮合,若要产生相对滑动,则必须施加足够大的外力使软表面产生变形、位移或局部破坏。

将Fh分成4种形式,即弹性变形、塑性变形、材料基体的剪切和材料表面膜的剪切。

区分材料弹、塑性变形的指标是塑性指数Ip,即:Ip= (σ/β)1/2E′/H(2)式中σ—表面粗糙度的标准均方差;β—微凸体的平均曲率半径;E′—材料的弹性模量;H—材料的压痕硬度。

3 橡胶的摩擦橡胶是粘弹性材料,不遵从传统的库仑摩擦理论。

橡胶轮胎水泥地面最大静摩擦系数

橡胶轮胎水泥地面最大静摩擦系数

橡胶轮胎水泥地面最大静摩擦系数橡胶轮胎与水泥地面之间的摩擦力是非常重要的,尤其是在车辆行驶过程中。

了解橡胶轮胎与水泥地面之间的最大静摩擦系数,对于驾驶员、车辆设计师以及交通运输部门来说都至关重要。

本文将探讨橡胶轮胎与水泥地面之间的摩擦力的背景、原理、影响因素以及相应的测试方法。

背景:橡胶轮胎是现代交通工具中不可或缺的部分。

橡胶材料的独特性质使得轮胎能够提供较高的摩擦力,确保车辆行驶的安全性。

在水泥地面上行驶,了解橡胶轮胎与水泥地面之间的最大静摩擦系数可以帮助我们更好地理解轮胎与地面之间的摩擦力,并据此进行车辆控制和行驶安全的评估。

原理:橡胶轮胎与水泥地面之间的摩擦力可以通过静摩擦系数来描述。

静摩擦系数是指在物体未发生相对滑动时,所施加的水平静摩擦力与垂直力之比。

静摩擦系数越大,摩擦力越大,轮胎与地面之间的粘合性越强。

影响因素:橡胶轮胎与水泥地面之间的最大静摩擦系数受到多种因素的影响。

以下是一些主要的影响因素:1.橡胶材料:不同类型的橡胶材料具有不同的摩擦性能。

一般来说,橡胶材料的硬度越大,最大静摩擦系数越高。

2.地面状况:水泥地面的平整度、湿润程度和表面纹理都会影响摩擦力的大小。

粗糙的地面表面能提供更高的摩擦力。

3.轮胎压力:轮胎的充气压力也会对摩擦力产生影响。

适当的轮胎压力可以提高最大静摩擦系数。

4.外界温度:温度对橡胶材料的硬度以及摩擦性能有一定的影响。

一般情况下,较高的温度会降低最大静摩擦系数。

测试方法:为了确定橡胶轮胎与水泥地面之间的最大静摩擦系数,我们可以使用摩擦试验机进行测试。

摩擦试验机通过施加一个特定的垂直力,然后逐渐增加水平力,直到轮胎与地面之间发生滑动。

记录下这个滑动发生前的最大水平力,即可计算出静摩擦系数。

这个测试可以在不同的地面条件和温度下进行,以获得更全面的数据。

结论:橡胶轮胎与水泥地面之间的最大静摩擦系数对于车辆行驶安全有着重要的影响。

了解橡胶与地面之间的摩擦特性可以帮助我们更好地评估车辆的行驶性能,并且对于合理选择轮胎型号、维护轮胎以及改善路面条件等方面都有指导意义。

沥青路面抗滑试验

沥青路面抗滑试验

沥青路面抗滑试验1. 研究目的沥青路面的抗滑性是指车辆在行驶过程中,能否在路面上保持稳定的行驶状态。

沥青路面的抗滑性能直接影响交通安全性。

因此,了解沥青路面的抗滑性能是非常重要的。

本文旨在研究沥青路面抗滑试验的方法和应用。

2. 试验方法2.1 设备抗滑试验需要用到以下设备:(1)滑移试验机(2)测力计(3)滚筒(4)涂布机2.2.1 确定试件试件应是典型的沥青路面材料。

试件的形状应符合要求,并保证试件上有足够的平坦面积。

试件应道路厚度的2.5倍。

在试件上涂上标准的粘合剂,并按照标准要求安装到滑移试验机的轮胎下方。

试件应定位到机器上,并初始静载。

2.2.3 测量试件初始摩擦系数在静载后,测量试件上的初始摩擦系数。

2.2.4 进行试验将试件放在滚筒上,然后进行试验。

在试验时,滚筒速度应符合标准要求,并且测量轮胎的旋转力矩。

在试验过程中,测量试件的摩擦系数,并记录测试结果。

重复进行多次测试,以确定测试结果是否具有代表性。

3. 结果和分析抗滑试验可以提供沥青路面的摩擦系数数据。

摩擦系数数据可以揭示路面材料与轮胎之间的摩擦性能,从而确定路面材料的抗滑性能。

试验结果可以对路面材料的选择和设计提供重要参考。

沥青路面的抗滑性能直接影响交通安全性,因此,我们需要针对不同路况和车速进行抗滑性能试验,以保证路面材料的抗滑性能符合标准要求。

4. 结论本文介绍了沥青路面抗滑试验的方法和应用,该试验可以提供沥青路面的摩擦系数数据。

在选择和设计路面材料时,抗滑性能是必须考虑的一个重要因素。

在试验时,需要注意试件的选择和准备,试验设备的正确使用以及试验步骤的正确执行。

通过合理的抗滑性能测试,可以为保证交通安全性提供重要参考。

车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理力学性能的相关性研究

车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理力学性能的相关性研究

车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理力学性能的相关性研究王强;齐晓杰;王云龙;杨兆;王国田;吕德刚【摘要】高抗滑性是冬季轮胎安全使用的重要性能,冰雪路面轮胎橡胶的摩擦特性及抗滑机理是目前的研究热点.现有研究主要是通过胎面材料改性及花纹设计来提高轮胎冰雪路面的抗滑性,冬季轮胎使用时经常会出现起动打滑、制动距离大、转弯侧滑等问题.通过车辆轮胎胎面的配方及制备工艺设计、物理机械性能台架测试、冰雪路面抗滑实车测试等方法,获得了车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理机械性能的相互影响规律,进一步验证了车辆轮胎在压实冰面及压实雪面工况下的摩擦特性与垂直载荷、车速、胎面硬度、静摩擦系数、外界环境温度等因素有关.【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》【年(卷),期】2018(042)004【总页数】5页(P574-578)【关键词】车辆轮胎;摩擦特性;静摩擦系数;物理机械性能;抗滑性能【作者】王强;齐晓杰;王云龙;杨兆;王国田;吕德刚【作者单位】黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院哈尔滨150050【正文语种】中文【中图分类】U463.50 引言一般情况下,两个刚性物体之间的摩擦系数是个定值,仅与两个接触表面之间的粗糙度等情况有关,而与垂直压力、接触面积、滑动速率,以及外界温度的大小无关.然而,车辆轮胎橡胶与路面之间的摩擦是一种非常复杂的现象,接触面橡胶在载荷作用下发生了弹性变形,其摩擦系数是个变量,随材料性质、垂直压力、接触面积、滑动速率、外界温度及接触表面粗糙度等的变化而变化,多年来,众多学者对车辆轮胎与不同路面的摩擦特性做了大量的研究工作.我国受冰雪影响的地区约占全国国土面积的1/2,尤其是东北、西北地区.在漫长的冬季,冰雪路面的附着系数很低,很容易出现车辆打滑和车辆失控的情况,致使车速减慢、交通阻断,严重时导致交通事故频繁发生,特别是交叉路口、上下坡及弯道区域,冰雪路面对交通的影响更加明显.据统计,冰雪路况引起的交通事故数量较正常情况下一般高出3~4倍[1].车辆在冰雪路面上行驶,尤其是上坡、起步时,因车辆轮胎与路面的摩擦系数减小、附着力大大降低,车辆驱动轮很容易打滑或空转;当遇情况紧急制动时,制动距离会大大延长,高于一般干燥路面的4倍以上;当在冰雪路面上转弯时,很容易造成侧滑及方向跑偏现象.为有效提高冬季冰雪路面车辆的起动性、制动性和抗侧滑能力,冬季轮胎的抗湿滑和冰滑、雪滑性能尤为重要[2-3].车辆轮胎与冰雪路面相互摩擦问题是一个典型的三重非线性问题,研究表明,冰雪路面是弹塑性材料,表现为材料非线性;冰雪路面和车辆轮胎由于变形较大,表现为几何非线性;车辆轮胎和冰雪路面界面的接触摩擦作用表现为边界非线性[4].冬季轮胎橡胶与冰雪路面摩擦与磨耗机理的研究始终进展比较缓慢,目前还不能用理论模型对其进行完整而精确的预测[5-7].近年来,有关冰雪路面车辆轮胎橡胶的摩擦特性及抗滑机理研究已经成为中、日、美和西欧等国轮胎学和车辆控制学领域的研究热点,并提出了一些相关理论和设计方法,但依然缺乏基础性研究[8-9].为此,本文针对提高冰雪路面车辆轮胎胎面的抗滑问题,通过车辆轮胎胎面的配方设计、制备工艺设计、物理力学性能测试、摩擦系数测试、冰雪路面抗滑实车测试等,探索车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理机械性能的相互影响规律,为揭示冰雪路面的轮胎摩擦机理及提高车辆冰雪路面的抗滑性能提供重要的理论指导.1 试验部分1.1 车辆轮胎胎面配方设计采用全天候车辆轮胎胎面主要配方,见表1.各配方组成按质量份计算,天然橡胶、白炭黑、炭黑N330及其他配合剂等均由某汽车轮胎翻新有限公司提供.表1 车辆轮胎胎面主要配方配方组成质量份配方组成质量份配方组成质量份天然橡胶(SMR20)20硬脂酸2芳烃油 22.5 高顺式顺丁橡胶20防老剂40201.5促进剂NS1.2 充油丁苯橡胶82.5微晶蜡1硫磺2氧化锌4炭黑N23465合计:221.7 1.2 车辆轮胎胎面试样制备车辆轮胎胎面试样制备工艺流程见图1.先将天然橡胶(SMR20)和高顺式顺丁橡胶在6寸开炼机混合均匀并塑炼 20 min左右后停放10 min,辊筒温度设置为50 ℃,转子转速设置为45 r/min.采用两段混炼工艺,首先在6寸开炼机上进行一次混炼,先加入充油丁苯橡胶混炼10 min后,依次加入炭黑和防老剂,辊筒温度设置为60 ℃,转子转速设置为50 r/min,再继续混炼20 min.一次混炼后,在6寸开炼机上进行二次混炼,依次加入其他配合剂,辊筒温度设置为65 ℃,转子转速设置为50 r/min,再继续混炼20 min.当二次混炼胶温度降至约40 ℃,压延成6~8 mm厚薄片,然后下片在25 t电热平板硫化机上硫化,硫化压力为5 MPa,分五种情况控制硫化温度和硫化时间,分别为:①130 ℃,20 min;②140 ℃,20 min;③145 ℃,20 min;④150 ℃,20 min;⑤160 ℃,20 min,然后利用冲片机冲切成待测试样,试样分别编号为1#、2#、3#、4#、5#试样.制备试样过程中所用到的开炼机、硫化机、冲片机均由江苏某有限公司生产. 图1 试样制备工艺流程1.3 性能测试性能测试设备主要包括:橡胶拉力试验机,按照文献[11]中规范测定,最大拉伸力设定为10 kN,测力传感器设定为5 kN,拉伸速度设定为100 mm/min,设定为大变形,主要用来测定橡胶的抗拉强度、撕裂强度、100%定伸应力、300%定伸应力、断裂伸长率等;阿克隆磨耗机,试样为条状,宽为(12.7±0.2) mm, 厚为(3.2±0.2) mm,其表面平整,无裂痕及杂质,主要用来测定橡胶的耐磨指数;邵尔硬度计,试样标准长×宽×厚为40 mm×20 mm×6.38 mm,主要用来测定橡胶的邵尔硬度值;耐疲劳试验机,设置两夹持器之间最大距离为 mm,设定往复次数为10 000次,主要用来测定橡胶的耐疲劳性能;冲击弹性试验机,采用位能为0.5 J摆锤式冲击弹性试验机,待测橡胶邵尔硬度值要求在30~85,主要用来测定橡胶的回弹值.压实冰面摩擦系数试验机,在低温仓实验室环境中测试,环境温度为-20 ℃,橡胶样块质量为200 g,试验滑移速率为100 mm/min,主要用来测定压实冰面橡胶静摩擦系数.上述各种测试过程见图2.图2 不同实验测试过程2 试验结果与分析不同硫化温度和硫化时间下(对应5种试样)获得的车辆轮胎胎面物理机械性能见表2.五种试样的抗拉强度、撕裂强度、100%定伸应力、300%定伸应力、扯断伸长率、耐磨指数、邵尔硬度、耐疲劳次数、耐冲击回弹性与压实冰面摩擦系数、压实雪面摩擦系数的对比曲线分别见图3.由表 2 和图3可知,五种试样的压实冰面摩擦系数为0.12~0.23,压实雪面摩擦系数为0.22~0.29,随着胎面的抗拉强度、撕裂强度、扯断伸长率、耐磨指数、回弹性的增大,其压实冰面摩擦系数和压实雪面摩擦系数均增大,基本呈线性正比关系;随着100%定伸应力、300%定伸应力、邵尔硬度的减小,其压实冰面摩擦系数和压实雪面摩擦系数均增大,基本成线性反比关系;五种试样的耐疲劳次数变化不大,其与压实冰面摩擦系数和压实雪面摩擦系数关系不是很大.综合试验各项物理机械性能结果分析可知,不同硫化温度对胎面橡胶的抗拉强度等物理力学性能及冰雪路面摩擦特性有一定的影响.表2 不同硫化温度下的车辆轮胎胎面物理机械性能测试项目不同硫化温度下的5种试样1#2#3#4#5#抗拉强度/MPa15.317.2619.4020.5023.20撕裂强度/(kN·m-1)57.2660.4562.1864.4268.10100%定伸应力/MPa6.504.542.251.300.84300%定伸应力/MPa18.1415.2611.686.803.26扯断伸长率/%465501541615654耐磨指数/[cm3(1.61 km)-1]0.240.260.270.280.30邵尔硬度7269676158耐疲劳次数25 00026 00027 00025 00026 000耐冲击回弹性/%11.2812.4413.2213.2614.58压实冰面摩擦系数0.120.160.180.200.23压实雪面摩擦系数0.220.240.250.270.29图3 不同因素与摩擦系数关系曲线3 车辆轮胎冰雪路面抗滑性实车测试3.1 试验设备和过程某手动档轿车,某牌轮胎(型号为195/60R15 88 V),便携式制动性能测试仪(型号为MBK-01(Ⅲ)型)、流动式换胎车、温度计等.将4条轮胎原胎面花纹在打磨掉,利用冷翻工艺将试验所用的5组胎面粘贴在打磨后的胎体上,胎压为2.5 MPa.试验环境温度为-20 ℃,压实冰面自行浇注,冰面长度大于1 500 m,压实路面长度大于2 000 m,试验车辆分成满载(搭乘4人)和空载(仅有驾驶员1人)两种情况,车速分别设定为30,40,50 km/h,分别测定五种胎面轮胎的在压实冰面和压实雪面工况下的制动距离.试验测试过程中,便携式制动性能测试仪安装在副驾驶位置,每种工况试验次数为三次取平均值.3.2 试验结果及分析图4~5为压实冰面、雪面车速与满载、空载制动距离关系见图4~5.图4 压实冰面车速与满载、空载制动距离关系图5 压实雪面车速与满载、空载制动距离关系由图4~5可知,随着车速的增加,5种试样轮胎的满载制动距离和空载制动距离均增大,其中车速从40 km/h增加至50 km/h较从30 km/h增加至40 km/h满载制动距离和空载制动距离增加幅度大;相同车速条件下,无论是压实冰面还是压实雪面空载制动距离均大于满载制动距离,但是1#~3#试样轮胎与4#~5#试样轮胎有所区别,4#~5#试样轮胎的空载制动距离十分接近满载制动距离.分析其原因可能为:4#~5#试样轮胎胎面硬度较软,在垂直载荷作用下,硬度较软的胎面橡胶已与接触面之间达到完全接触,当超过这个点时,继续增大的垂直载荷并没有增加两种材料之间的相互作用程度,因此摩擦力不再增加,导致满载制动距离和空载制动距离十分接近;对于硬度比较大的胎面橡胶,硬胎面橡胶与接触表面没有完全接触,增加垂直载荷导致真实接触面积增大,因而将会产生较大的摩擦力.相同车速条件下,压实冰面和压实雪面两种工况,5种试样轮胎满载制动距离和空载制动距离的大小关系均为1#试样轮胎>2#试样轮胎>3#试样轮胎>4#试样轮胎>5#试样轮胎,这与静摩擦系数1#试样轮胎<2#试样轮胎<3#试样轮胎<4#试样轮胎<5#试样轮胎的关系相吻合,说明其抗滑性能关系为1#试样轮胎<2#试样轮胎<3#试样轮胎<4#试样轮胎<5#试样轮胎.4 结论1) 车辆轮胎冰雪路面摩擦特性与橡胶材料物理机械性能具有一定的相关性.2) 车辆轮胎胎面橡胶的抗拉强度、撕裂强度、扯断伸长率、耐磨指数、回弹性等与压实冰面摩擦系数和压实雪面摩擦系数呈线性正比关系;100%定伸应力、300%定伸应力、邵尔硬度与压实冰面摩擦系数和压实雪面摩擦系数成线性反比关系.3) 通过测试验证了车辆轮胎压实冰面及压实雪面的摩擦特性与垂直载荷、车速、胎面硬度、静摩擦系数、外界环境温度等均有一定的关联性,后续将进一步做深入的研究.参考文献【相关文献】[1] 于清溪.轮胎摩擦特性的探讨[J].橡塑技术与装备,2013,39(3):8-20.[2] 朱则刚.冬季轮胎是花纹与技术的融合体[J].中国轮胎资源综合利用,2016(1):24-29.[3] 谢伟忠,陈龙,袁世海,等.两种冬季轮胎在寒区的性能研究与对比测试[J].汽车实用技术,2017(8):162-165.[4] 谢立.固特异开发超抓着性能冬季SUV轮胎[J].橡胶科技,2016,14(12):33-38.[5] 武文超,周伟,曹勇,等.轮胎低温耐久性能试验台架研究[J].环境技术,2016,34(5):119-123.[6] 崔志博,吴健,王友善,等.胎面-路面摩擦特性设置对轮胎仿真分析的影响[J].轮胎工业,2017,37(8):451-455.[7] 网野直也,张钟和.轮胎的摩擦与滚动阻力[J].轮胎工业,2017,37(7):391-394.[8]胡善军,丁继业,吴欣欣.改性植物油在冬季轮胎胎面胶配方中的应用[J].轮胎工业,2017,37(6):351-355.[9] 张俊伟,熊国华,李冬,等.溶聚丁苯橡胶2564S在冬季轿车子午线轮胎胎面胶中的应用研究[J].轮胎工业,2016,36(10):592-595.。

基于胎面咬合与压力胶片技术的路面抗滑机理研究

基于胎面咬合与压力胶片技术的路面抗滑机理研究

30中外公路第41卷第2期2 0 2 1年4月DOI:10. 14048/j.issn. 1671-2579. 2021. 02. 007基于胎面咬合与压力胶片技术的路面抗滑机理研究李智,李东晟,刘勇,姚泽瑞(华南理工大学土木与交通学院,广东广州510641)摘要:为了给路面抗滑性能的评价提供参考,基于压力胶片技术高精度测量压强的特性,探究胎面咬合在抗滑性能中的作用,设计进行了制动条件下轮胎在路面主骨料颗粒上滚动的动态简化模拟试验。

用钢珠钢板简化体系模拟路面主骨料,在不同的荷载条件下,用压力胶片测量轮胎和简化路面之间的压强。

分析试验数据表明:并非随着骨料颗粒粒径增大,轮胎与路面的咬合效果越好,随着主骨料颗粒增大,应力集中的峰值减小,同时应力集中分布度指标的值也降低。

试验表明:胎面咬合力的阻力作用在制动过程中影响很大。

同时混合料中的大颗粒在抗滑性能上的表现为增加了咬合深度,但是在力学上的咬合效果不是更加显著,相比于大颗粒,4. 75〜9.5 mm骨料与轮胎有更好的咬合效果。

此外,试验数据阐明了轮胎与路面制动接触过程中,主骨料颗粒先与轮胎接触的一侧对轮胎存在拉扯作用的接触力学规律。

关键词:抗滑;压力胶片;胎一面咬合;接触力学;应力集中目前路面抗滑性能的主要评价方法包括摆值、横 向力系数、动态摩擦系数、构造深度、附着系数、分形维 数和粗糙度等,也有研究团队进行了基于复杂路面纹理的接触应力集中的研究,在统计学上分析应力集中的分布来刻画路面抗滑性能的衰减。

这些评价指标对 于路面抗滑性能的评价停留在宏观、模糊的模拟试验的尺度,在指导工程实际的过程中表现为不能合理、严 谨地通过施工工艺或者控制指标来提升抗滑性能,无 法满足目前国家公路行业不断发展的进程和推进新时 代公路建设的客观需要。

现行的评价方法对于路面抗 滑性能的描述没有结合轮胎与路面的接触力学特性,都是基于经验和模拟简化试验,无法表现抗滑构造和级配对于抗滑性能的力学影响,大部分轮胎行业研究、虚拟力学研究都将路面简化为光滑的刚性面,忽略了 路面的纹理结构,导致在道路结构设计环节,不能严格 控制路面的抗滑性能,只通过增大级配加大接触面积的手段来提高路面的抗滑性能,但道路投人使用过程中又会导致水损害问题愈发严重,所以研究能切实评价路面抗滑性能指标的工作亟待推进。

路面抗滑摩擦系数指标

路面抗滑摩擦系数指标

路面抗滑摩擦系数指标
路面抗滑摩擦系数指标是指路面表面与车辆轮胎之间的摩擦力大小,是衡量路面防滑能力的重要指标。

在不同的气候条件下,路面抗滑摩擦系数指标的要求也不同。

在干燥的天气条件下,路面抗滑摩擦系数指标要求较低,一般在0.5以上即可满足要求。

但在雨天、雪天等潮湿或湿滑的路面条件下,路面抗滑摩擦系数指标要求较高,一般在0.7以上才能保证车辆行驶的安全性。

为了提高路面的抗滑性能,可以采取以下措施:
1. 使用防滑路面材料。

如使用防滑石子、防滑沥青等材料,可以增加路面的抗滑性能。

2. 定期维护路面。

及时清理路面上的积水、积雪等杂物,保持路面的干燥和清洁,可以提高路面的抗滑性能。

3. 增加路面摩擦系数。

如在路面上喷涂防滑剂、使用橡胶路面等,可以增加路面的摩擦系数,提高路面的抗滑性能。

4. 提高车辆轮胎的抗滑性能。

选择具有良好抗滑性能的轮胎,可以提高车辆在湿滑路面上的行驶安全性。

总之,路面抗滑摩擦系数指标是保障车辆行驶安全的重要指标,需要根据不同的气候条件和路面情况进行合理的要求和措施。

同时,车辆驾驶员也需要根据路面情况和天气条件,合理调整车速和行驶方式,确保行车安全。

路面bpm要求标准

路面bpm要求标准

路面的抗滑性能通常用BPN(Braking Performance Number)或横向力系数(SFC)来表示。

BPN是轮胎与路面之间的摩擦系数,一般要求路面BPN值在65~75之间。

横向力系数(SFC)是轮胎与路面之间的摩擦力与垂直压力的比值,它反映了路面的摩擦系数,SFC值越小,路面的抗滑能力越强。

对于一般道路,国际上采用的标准是BPN≥45为优秀,而国内马拉松多采用沥青混凝土路面,根据试验结果这种路面抗滑值BPN一般为68左右。

因此,对于东安湖公园的“一环”SP彩色路面来说,其抗滑值BPN 达到了82,高出国际标准近一倍,其安全性得到更大保证,为专业赛事提供了条件。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

轮胎与路面之间的摩擦抗滑性能研究
摘要:本文对橡胶的摩擦、轮胎与路面之间的摩擦特性和附着因数的含义以及影响轮胎附着性能的因素进行了分析。

橡胶与路面之间的摩擦因数受载荷和滑动速度的影响,轮胎与路面之间的摩擦因数包括粘着和滞后两部分,与轮胎结构、路面状况和轮胎的工作条件密切相关。

关键词:轮胎;路面;摩擦;附着
1 引言
橡胶是汽车轮胎的主要材料,直接与地面接触,所以研究橡胶的摩擦磨损性能,是关系汽车安全的基础环节,也是ABS防抱死装置的理论基础和操作依据。

汽车行驶、制动、加速、转弯时的唯一外力来源就是从轮胎与路面间的摩擦力获得的。

因此研究轮胎橡胶的力学行为是意义十分重大的一项基础性工作。

由于轮胎的受力状况复杂,影响轮胎摩擦力的因素繁多,准确地把握轮胎的摩擦状况还有距离,这方面的研究还有待进一步深化。

本文概括了近年来在轮胎摩擦磨损方面的研究进展。

2 摩擦的基本特性
对任意两个接触滑动固体来说,Amnions早在17世纪就提出了摩擦基本定律:摩擦力与所加载荷成正比,与接触表观面积Aa无关。

据此给出的摩擦定律一般形式为:F =μW (1)式中F—摩擦力;μ—摩擦因数;W—载荷。

摩擦因数可分为静摩擦因数和动摩擦因数,其值不仅取决于摩擦副的材料性能,还取决于摩擦副所处的系统。

两个相对运动物体产生的摩擦力通常包括两个分力:粘附力Fa和变形或滞后力Fh。

前者是两个对摩表面分子之间的相互作用力(范德华作用力),克服粘附力必须施加足够大的剪切力;后者是对摩表面粗糙凸体之间的相互啮合,若要产生相对滑动,则必须施加足够大的外力使软表面产生变形、位移或局部破坏。

将Fh分成4种形式,即弹性变形、塑性变形、材料基体的剪切和材料表面膜的剪切。

区分材料弹、塑性变形的指标是塑性指数Ip,即:Ip= (σ/β)1/2E′/H(2)式中σ—表面粗糙度的标准均方差;β—微凸体的平均曲率半径;E′—材料的弹性模量;H—材料的压痕硬度。

3 橡胶的摩擦
橡胶是粘弹性材料,不遵从传统的库仑摩擦理论。

橡胶的摩擦因数与滑动速度之间存在密切的关系。

对受一定垂直载荷作用的橡胶试样进行摩擦试验,
随切向力的增大,橡胶与路面间的摩擦力增大,当静摩擦力达到最大值后,橡胶开始滑动。

橡胶试样的摩擦因数与滑动速度的关系曲线见图1。

图1橡胶试样的摩擦因数与滑动速度的关系曲线
从图1可以看出,随滑动速度的增大,摩擦因数迅速增至最大值,然后缓慢减小,在滑动速度很大时又有所回升。

橡胶滑动摩擦因数的最大值大于粘着状态的静摩擦因数,一般出现在滑动速度为0·01~0·50 m·s-1时。

橡胶的摩擦因数不仅与滑动速度有关,而且与参与摩擦的材料、接地压力和摩擦温度等因素有关。

橡胶与路面之间的摩擦因数分为粘着和滞后两部分,粘着分量取决于橡胶和路面的微观特性,而滞后分量取决于路面的宏观特性。

橡胶的摩擦因数随垂直载荷的增大而减小,随损耗因子的增大而增大,随温度的升高而减小。

4 轮胎与路面的受力分析
4.1 轮胎的受力分析。

图1为汽车以速度v行驶时,驱动轮上的受力简图。

由于轮胎本身还充有压缩空气,具有一定的内压力。

这样,它在内、外力、扭矩的作用下,会产生变形。

图1汽车轮胎的受力
由于轮胎的迟滞现象,使法向反力N的作用点向前移动了一段距离a。

不过,a值并不大,故计算轮胎与路面的摩擦力和轮廓法向接触应力时,可将a 值的影响略去。

轮胎上承载的载荷,使轮胎下面一小部分压平而形成与路面的轮廓接触面积AG,压平量h=r0-rd。

当h不大时,轮廓接触面积呈椭圆形;当h 较大时,轮廓接触面积近似矩形。

压平量可按下式计算:(3)式中:pW为轮胎内充气压力,MPa;α1,α2分别为常数。

要计算附着系数,必须首先确定附着力。

附着力的大小取决于轮廓法向接触应力。

由于路面上微凸体的高度不一致,即轮廓接触面积上各处的法向应力的变化规律相当复杂,若要详细计算,公式变得十分复杂。

但从文献可知,该应力取决于轮胎的结构、充气压力,但变化不大。

因此,我们假定轮廓接触面积AG内,路面与胎面为密接触状态,然后用该接触面积上的平均法向接触应力来计算附着系数。

这样,轮廓法向接触应力为:(4)式中:G为作用在车轴上的径向载荷。

4.2 路面形貌。

路面形貌是指路面施工后保留下来的路面几何形貌,通常以单位面积上的微凸体个数,以及微凸体的几何形状和高度分布来表征。

从下图可以看出,路面的微凸体形状近似于球截体。

这些球截体位于某一基准线上且沿高度方向分布。

H为微凸体的高度;L为路面取样长度
图2 水泥混凝土与沥青路面的表面轮廓
5 结语
轮胎与路面之间的附着因数是影响汽车行驶安全性和运输经济性的重要参数,它受很多因素的影响,具有很大的不确定性,因此预测较为困难。

影响轮胎与路面之间附着性能的主要因素有轮胎结构、路面、环境以及轮胎的工作条件。

为提高轮胎与路面之间的附着性能,除应对轮胎和路面进行合理设计外,还应注意道路维护以及轮胎和车辆的正确使用。

参考文献:
[1]庄继德·汽车轮胎学[M]·北京:北京理工大学出版社,1996·200-203·
[2] Sakai H·Theoretical and experimental studies on the dynamics properties of tyres·Part 2:Experimental investigation of rubber friction and deformation of a tyre[J]
[3]彭旭东,谢友柏,郭孔辉·轮胎摩擦学的研究与发展[J]·中国机械工程,2009,10(2):215-219·
[4]彭旭东,谢友柏,郭孔辉·轮胎摩擦特性和胎面胶性能间关系的研究[J]·润滑与密封,2008(4):12-15·
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

相关文档
最新文档