浅谈沥青混凝土路面抗滑性能检测技术

浅谈沥青混凝土路面抗滑性能检测技术

【摘 要】沥青路面的抗滑性能决定了路面的行驶速度与舒适程度,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,并用轮胎与路面间的摩阻系数来表示。一般用摩擦系数表征抗滑性能,摩擦系数小,抗滑能力就低,容易引发交通事故。表面特性包括路表面细构造和粗构造,影响路面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。文中结合作者自身的实践经验对沥青路面的抗滑性能检测技术进行了深入的探讨,以供广大读者参考借鉴。

【关键词】沥青路面;抗滑性能;检测技术 0.概述

汽车行驶安全性的保证除人为因素外,一方面来自其有效的制动系统,另一方面来自轮胎与路面之间良好的摩擦。沥青混凝土路面具有良好的抗滑性能才能够保证轮胎与路面之间具有良好的摩擦。因此沥青混凝土路面抗滑性能的好坏,直接影响行车的安全。抗滑性能是评价路面使用性能的重要指标之一,也是道路维修方案制定、分段限制车速的依据。影响沥青混凝土路面抗滑性能的因素有:①轮胎方面的因素②路面方面的因素③行车速度④介质的影响⑤温度及季节变化的影响。⑥从材料方面考虑路面抗滑性能影响因素。

1.常见的沥青路面抗滑性能检测方法

我国现行沥青混凝土路面设计规范中分别从摩擦系数和路表构造深度两个角度进行规定路面抗滑性能。路面的抗滑性能包括纵向和横向两个方面,纵向抗滑性能决定车辆在刹车时的滑行距离,对避免追尾交通事故的发生有直接的决定作用。横向抗滑性能决定车辆的方向控制能力,尤其对车辆在弯道行驶的安全性非常重要。路面抗滑性能主要与路表的构造状况有关,国际道路协会长设委员会以路表面凹凸或起伏不平的纵向波长表征其集合特征,并将他们分为四类:细构造、粗构造、宏构造和平整度。

目前用于路面抗滑性能检测的设备主要有两种,一种用于检测路面摩擦系数,另一种用于检测路表构造深度。其检测的方法分别有以下几种:①摆式仪法②手动、电动铺砂法③激光构造深度测试法④摩擦系数测定车法。

1.1摆式仪法

摆式仪比较常见,摆及摆的连接部分总质量为1500±30g,摆动中心至摆的重心距离为410±5mm,测定时摆在路面上滑动长度为126±1mm,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±0.5N。摆式仪的摆锤底面装一橡胶滑块,当摆锤从一定高度自由下摆时,滑块面与试验表面接触。由于两者间的摩擦而损耗部分能量,使摆锤只能回摆到一定高度。表面摩擦阻力越大,回摆高度越小(即摆值越大)。

适用范围:用于以摆式摩擦系数测定仪测定沥青混凝土路面及水泥混凝土路面的抗滑值,用以评定路面在潮湿状态下的抗滑能力。摆式仪法受天气、人为等因素影响大,易产生误差,同时存在速度慢、效率低的缺点。

1.2铺砂法

铺砂法是将已知体积的砂,摊铺在所要检测的路表的测点上,量取摊平覆盖的面积。砂的体积与所覆盖平均面积的比值,即为构造深度。铺砂法有手动铺砂法和电动铺砂法两种。

铺砂法具有定点测量、原理简单、便于携带、结果直观等优点。适用于检测沥青路面和水泥混凝土路面表面的构造深度,用于评定路面表面的粗构造深度和排水性能。一般认为手动铺砂法人为因素太多误差较大,同时也存在速度慢、效率低、获取数据难的缺点。

1.3激光构造深度仪法

激光构造深度仪是小型手推式路面构造深度测试仪,也称激光纹理检测仪,具有运输方便、操作快捷、费用低廉、可靠性高等优点。激光构造深度仪主要由装在两轮手推车上的光电测试设备、打印机、仪器操作装置及可拆卸手柄组成。其工作原理是:高速脉冲半导体激光器产生红外线投射到道路表面,从投影面上散射光线由接收透镜聚焦到以线性布置的光敏二级管上,接收光线最多的二级管位置给出了这一瞬间到道路表面的距离,通过一系列计算可得出构造深度。

应当注意,我国公路路面构造深度以铺砂法为标准测试方法。利用激光构造深度仪测出的构造深度与铺砂法测试的结果不同,因此激光构造深度仪所测的构造深度不能直接用于评定路面的抗滑性能,必须换算为铺砂法的构造深度后才能判断路面抗滑性能是否满足要求。

1.4摩擦系数测定车法

摩擦系数测定车是连续式检测设备,有四种类型:①锁定轮型,常用的有美国的ASTME—274Trailer、SkidResisanceTester(P)型。②侧向力型,英国设计的两个典型代表:SCRLM公路型、Mu-Meter机场跑道型。③固定滑移率型,常用的有Saab和Runway两种设备。④可变滑移率型,Norsemeter是其中一种。下面简单介绍GripTester摩擦系数仪。

GripTester采用符合ASTM标准E1844-96规定的测试轮胎;直接连续测试用于计算摩擦系数的垂直力和摩擦阻力,测试结果精度高;自动控制洒水量,确保测试路表水膜厚度要求,用水量低。GripTester可以用任意一辆汽车作为牵引车(甚至可手推),不会因为汽车故障而影响设备的正常使用和寿命;轻巧的拖车及可折叠的水袋使整个系统运输方便。

技术性能:①拖车式测试系统,拖车式测试设备具有易于拆卸和维护保养等优点,GripTester可以采用各种汽车作为牵引车,甚至可以采用手推进行测试。②测试轮采用制动轮,制动轮较好地模拟了汽车制动时的实际情况。③直接测试垂直荷载,GripTester直接测试作用于系统的垂直荷载,减少了行进中系统的颠簸和道面坡度对测试结果的影响。有的测试设备假定垂直荷载为常数,显然数据可信度要低。④直接测试阻力,GripTester直接测试阻力,精度高。有些设备通过测试扭矩来换算阻力。如果有松散污染物堆积于测试轮的表面时,扭矩和阻力的相关关系遭到严重破坏,数据的准确性就难以保证。⑤固定滑移率,GripTester选用固定滑移率,其滑移率为15%。

一些设备采用可变滑移率。从技术上来说,使用较困难且不完全可靠;并且当滑移率为15%时,制动效果最佳。⑥数据采集,GripTester采用笔记本电脑进行数据采集和备份,容易更换和升级。测试数据可通过任何标准打印机输出,通用的数据接口可以和数据库实现无缝连接。⑦自动洒水系统GripTester可根据车速自动调整洒水量,保证水膜厚度均匀一致,且节省用水量。有些设备靠水箱的水压来洒水,很难保证洒水均匀一致,且用水量大。

2.沥青路面抗滑性能检测设备技术性能分析

以上几种检测设备性能分析如下:①摆式仪、手动铺砂仪和电动铺砂仪都是定点测量,都具有原理简单、便于携带、结果直观等优点。但都有人为因素太多

误差较大,同时也存在速度慢、效率低、获取数据难的缺点。②激光构造深度仪虽然具有运输方便、操作快捷、费用低廉、可靠性高等优点,但也存在速度慢、效率低等缺点。③GripTester的检测速度为50km/h,其结果反映了路面的粗构造。从实际考虑,更接近实际行车状态,检测结果更接近行车状态路面提供给轮胎的抗滑能力。并且还具有工作效率高、操作简便、精度高等优点。

3.结语

以上各类检测方法,在施工检测的过程应用是比较广泛的,但在我国公路路面构造深度以铺砂法为标准测试方法,各个方法均有着自身的特点,检测人员要根据不同的施工环境采用不同的检测方法以实现对沥青路面抗滑性能的科学准确检测。

【参考文献】

[1]董祥,张士萍,丁小晴.沈正沥青路面的纹理构造与抗滑性检测方法[J].南京工程学院建筑工程学院,2012.01.

[2]刘明文,丁作常,陈冠桦,柳红卫.沥青路面表面层抗滑性能试验研究[J].广东省安全科学技术研究所,2011.02.

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