沥青路面抗滑性能论文测定方法论

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1、浅谈沥青路面抗滑性能影响因素及测定方法【摘要】通过对沥青路面抗滑形成机理、影响因素等相关内容的分析，以及抗滑能力的测定方法，为沥青路面抗滑的研究提供更多的理论依据。1.抗滑机理路面的抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿着路表滑移所产生的摩擦力。摩擦是两个接触表面相互作用引起的滑动阻力和能量损耗。早期人们曾提出机械啮合理论来解释摩擦的形成，后来又用分子作用理论进行解释。在20世纪30年代末期，人们从机械、分子联合作用的观点发展了较完善的固体摩擦理论[1]。轮胎摩擦学是研究作相对运动的轮胎和道路间相互作用表面及其相关理论与实践的一门科学。与完全弹性体

2、金属不同，橡胶是黏弹性体，其摩擦力是随垂直载荷、表观接触面积、滑动速度和温、湿度等因素而变。轮胎与路面弹性模量的比值很小，在研究高弹性橡胶轮胎与刚性路面间的摩擦时，只需考虑轮胎的变形而路面变形可以忽略。轮胎与路面的摩擦机理主要为轮胎与路面问的分子引力作用、轮胎与路面间的粘着作用、胎面橡胶的弹性变形和路面上小尺寸微凸体的微切削作用。2.沥青路面抗滑性能影响因素2.1轮胎方面的因素影响路面抗滑性能的轮胎因素主要是轮胎结构类型，目前使用的轮胎主要有子午线轮胎、斜交线轮胎和带束斜交轮胎三大类。斜交线轮胎在滚动时，由于结构原因其交叉层将产生较大的挠曲并

3、相互摩擦，与斜交线轮胎相比，子午线轮胎的刚度很大，在滚动时其胎壳内产生的弹性变形较小，因此由于弹性滞后等产生的滚动阻力就较小。另外，子午线轮胎滚动时，其胎面与地面间的接触区域内存在揩拭运动，它与地面间能产生的有效摩擦力要比斜交线轮胎的高得多。带束斜交轮胎的摩擦性能介于斜交线轮胎和子午线轮胎之间[2]。2.2沥青路面形貌的影响路面形貌在公路研究领域一般表述为路面纹理。沥青路面纹理是影响路面抗滑性能的主要因素。国际道路协会常设委员会根据纹理平面尺寸和高度方向的尺寸表征其集合特征，并将它分为四类：微观纹理、宏观纹理、粗大纹理和不平度。沥青路面的抗滑

4、性能主要由路面的微观纹理和宏观纹理决定。沥青路面形貌对路面使用性能的影响见图1-1。图1-1沥青路面形貌对路面使用性能的影响[3]2.3行车速度行车速度对沥青路面的抗滑能力影响很大。车速越高，车轮对路面的冲击和摩擦作用越明显，路面的微观构造下降越快，摩擦系数会减小。2.4轮胎与路面间介质的影响轮胎和路面间的介质影响轮胎与路面间的摩擦系数。轮胎与路面间的介质主要有因气象环境引起的水、雪和冰、轮胎与路面间摩擦产生的轮胎橡胶颗粒、车辆泄漏的润滑油、施工车辆驶入或车辆从泥泞路驶入带入的泥沙等主要污染物。1）水的影响当路面潮湿时，轮胎与路面微小构造接触

5、区存在一层薄的水膜，轮胎与路面微小构造间产生黏弹性动力水润滑，降低轮胎与路面间的摩擦系数。当路面有较厚积水时，如果轮胎与路面接触区的水不能及时排除，轮胎与路面间产生动力水润滑使轮胎与路面部分或完全失去接触，引起部分或完全水漂，降低轮胎与路面间的摩擦系数[4]。2）冰雪的影响路面积雪部分或完全覆盖路面纹理，造成轮胎部分或完全与积雪接触。由于积雪比较松软，造成轮胎与路面相对滑动，降低了轮胎和路面间的摩擦力。3）路面污染物的影响路面泥沙和橡胶颗粒的存在，影响了轮胎与路面的直接接触，改变了轮胎与路面摩擦力产生的条件，对轮胎与路面间的摩擦系数产生较大的

6、影响。3.抗滑能力的测定3.1铺砂法铺砂法主要用于检测路面的构造深度，一般由手工铺砂法和电动铺砂法两种，其检测原理相同，均是将已知体积的砂在路面上摊铺成圆形，然后测量圆的直径并计算出面积，将体积除以面积即可求出构造深度。3.2摆式仪法测试指标为摩擦摆值BPN。摆式仪的摆锤底面装有一橡胶滑块，当摆锤从一定高度自由下摆时，滑块面同试验表面接触，由于摩擦而消耗能量，使摆锤只能回到一定高度，摩擦阻力越大，回摆高度越小，摆值越大。此法简单、方便、廉价，对测定潮湿状态下的路面抗滑性能较构造深度更具有代表性。3.3横向力系数法测试指标：横向力系数SFC。横

7、向力系数测定法需采用大型专业设备车测定，是将试验轮设定成与行车方向成一定角度，使其产生的同试验轮平面相垂直的横向摩阻力，此力与试验轮承受竖向荷载之比即为横向力系数，它能表征车辆实际制动或发生侧滑时的路面阻抗。3.4激光构造法近年来，随着科学技术的不断进步，出现了利用激光及计算机技术用来评价沥青路面的抗滑性能。最有代表的检测方法主要有激光构造法、数字图像法、激光测量法等。激光构造深度仪是无损检测方法，其向路面投射光线并在另一个角度进行接收反射光来检测反射点的高度，进行计算出路面的构造深度。其可直接测量路表的构造（粗糙程度），具有精度高、采集量大

8、、便捷、快速等优点。3.5数字图像法数字图像法是依据王端宜[5]发明的“应用数字图像技术评价路表面构造深度”技术装置，根据路面构造越深辉度值越大的相关关系，通过对路