道路與橋梁工程試驗(yàn)檢測技術(shù)第一篇第4章路面抗滑性能檢測.ppt

1,第4章 路面抗滑性能檢測,2,4.1概述 路面的表面應(yīng)有足夠的抗滑能力，以保證行車安全。當(dāng)路面抗滑能力不足時(shí)，汽車起動(dòng)，會(huì)發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑現(xiàn)象；汽車在彎道上行駛，會(huì)產(chǎn)生橫向滑移；緊急制動(dòng)，所需的制動(dòng)距離就會(huì)增長。這些都容易釀成交通事故。 4.1.1影響路面抗滑性能的因素 路面具有一定的粗糙度是保證汽車在道路上安全行駛的必要條件。 影響輪胎與路面之間摩擦系數(shù)的因素主要有下述幾個(gè)方面： （1）輪胎的磨耗量、表面形狀及構(gòu)造 在相同結(jié)構(gòu)的路面上，由于輪胎特性不同，其摩擦系數(shù)也不同。 （2）路面類型、干濕狀態(tài)、溫度與車速 不同的路面類型，其摩擦系數(shù)值也有一定的差異，但在干燥狀態(tài)下路面的摩擦系數(shù)差異不大，一般是能保證汽車安全行駛的。,3,（3）面層結(jié)合料及集料 結(jié)合料的品種對摩擦系數(shù)有很大影響。 （4）路面上結(jié)冰、積雪及其他狀態(tài) 路面上的結(jié)冰與積雪，均會(huì)使路面摩擦系數(shù)降低。 4.1.2路面抗滑標(biāo)準(zhǔn) 大量的試驗(yàn)與實(shí)踐表明，由于雨水的潤滑作用，引起路面摩擦系數(shù)降低，使路面滑溜。 影響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）,它既影響低速行車時(shí)路面的抗滑能力，也影響高速行車時(shí)路面的抗滑能力。 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：在設(shè)計(jì)高速公路、一級公路的瀝青表面層時(shí)，應(yīng)選用抗滑、耐磨石料，其石料磨光值應(yīng)大于42。瀝青路面表層抗滑,4,性能指標(biāo)有： 1）摩擦系數(shù)。高速公路、一級公路宜在竣工后第一夏季采用摩擦系數(shù)測定車，以（501） km/h的車速測定橫向力系數(shù)SFC。 2）路面宏觀構(gòu)造深度。 3）一般于竣工后第一個(gè)夏季測定瀝青面層橫向力系數(shù)或擺值、路面宏觀構(gòu)造深度。,5,4.2路面構(gòu)造深度測定 4.2.1手工鋪砂法測定路面構(gòu)造深度 路面的宏觀構(gòu)造（即路表面集料之間形成的凹凸?fàn)顩r）是影響抗滑性能的重要因素。 本方法適用于測定瀝青路面及水泥混凝土路面表面構(gòu)造深度，用以評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性能。 （1）儀器設(shè)備 1）人工鋪砂儀。由圓筒、攤平板組成。 量砂筒。 攤平板。 刮平尺。 2)量砂。,6,3)量尺。 4)其他。裝砂容器、小鏟、掃帚或毛刷、擋風(fēng)板等。 （2）準(zhǔn)備工作 1）量砂準(zhǔn)備。 2）確定測點(diǎn)。 （3）試驗(yàn)步驟 1）用掃帚或毛刷子將測點(diǎn)附近的路面清掃干凈，面積不小于30 cm30 cm。 2）用小鏟裝砂，沿筒向圓筒中注滿砂，手提圓筒上方，在硬質(zhì)路上輕輕叩打3次，使砂密實(shí)，補(bǔ)足砂面，用鋼尺一次刮平。 3）將砂倒在路面上，用底面粘有橡膠片的推平板，由里向外做攤鋪運(yùn)動(dòng)。 4）用鋼板尺測定所構(gòu)成圓的兩個(gè)垂直方向的直徑，取平均值，準(zhǔn)確至5 mm。,7,5）按以上方法，同一處平行測定不少于3次，3個(gè)測點(diǎn)均位于輪跡帶上，測點(diǎn)間距35 m。該處的測定位置以中間測點(diǎn)的位置表示。 路面表面構(gòu)造深度測定結(jié)果按下式計(jì)算： 式中：TD路面表面構(gòu)造深度，mm； V砂的體積，25 cm3; D攤平砂的平均直徑，mm。 4.2.2激光構(gòu)造深度儀測定路面構(gòu)造深度 激光構(gòu)造深度儀是智能化儀器，它適用于測定瀝青路面干燥表面的構(gòu)造深度，用以評價(jià)路面抗滑及排水能力，測試溫度不低于0 。 （1）儀器設(shè)備 1）激光構(gòu)造深度儀。,8,9,2）其他。掃帚、打氣筒、充電器、打印紙、色帶、標(biāo)志板、小紅旗等。 （2）準(zhǔn)備工作 1）檢查儀器是否正常。 2）檢查電池電壓，如不充足應(yīng)予以充電，充電時(shí)間宜為1215 h。 3）檢查輪胎壓力，應(yīng)符合（0.070.01） MPa的要求。 4）安裝打印紙帶及色帶。 5）選擇測定路段，測定位置應(yīng)位于行車帶輪跡上。 6）將所測定的路段用掃帚清掃干凈，作出起、終點(diǎn)標(biāo)記。 7）打開手柄的鑰匙開關(guān)，接通電路，操作控制器和指標(biāo)器開始工作。 （3）試驗(yàn)步驟 1）將激光構(gòu)造深度儀置于測工作狀態(tài)（READ），儀器備有下列四檔程序：標(biāo)準(zhǔn)程序（CALIBRATION）或廠家調(diào)試程序；大孔隙或粗糙度大的路面,10,測量程序（TEXTUREHRA）；一般路面測量程序（TEXTURE）；傳感器校核程序（SENSORCHECK）。 2）根據(jù)被測路面狀況，選擇一般路面測量程序或大孔隙、粗糙度大的路面測量程序進(jìn)行測量。 3）以穩(wěn)定的速度推車行駛進(jìn)行測定，儀器按每一個(gè)計(jì)算區(qū)打印出該段構(gòu)造深度的平均值。 4.2.3電動(dòng)鋪砂儀測定路面構(gòu)造深度 本方法適用于測定瀝青路面及水泥混凝土路面表面構(gòu)造深度，用以評定路面表面的宏觀粗糙度及路面表面的排水性能和抗滑性能。 （1）儀器設(shè)備 1）電動(dòng)鋪砂儀。 2）量砂。,11,圖1.4.1電動(dòng)鋪砂儀 3）標(biāo)準(zhǔn)量筒。 4）玻璃板。 5）其他。直尺、掃帚、毛刷等。 （2）準(zhǔn)備工作 1)量砂準(zhǔn)備。 2)確定測點(diǎn)。,12,3)電動(dòng)鋪砂器標(biāo)定： 將鋪砂器平放在玻璃板上，將砂漏移至鋪砂器端部。 使灌砂漏斗口和量筒大致齊平，通過漏斗向量筒中緩緩注入準(zhǔn)備好的量砂至高出量筒成尖頂狀，用直尺沿筒口一次刮平，其容積為50 ml。 使漏斗口與鋪砂器砂漏上口大致齊平。 開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使砂漏向另一端緩緩運(yùn)動(dòng)，量砂沿砂漏底部鋪成如圖1.4.2所示的寬5 cm的帶狀，待砂全部漏完后停止。 圖1.4.2決定L0及L的方法,13,按圖1.4.2由L1及L2的平均值決定量砂的攤鋪長度L0，準(zhǔn)確至1 mm。 重復(fù)標(biāo)定3次，取平均值決定L0，準(zhǔn)確至1 mm。標(biāo)定應(yīng)在每次測試前進(jìn)行，用同一種量砂，由承擔(dān)測試的同一試驗(yàn)員進(jìn)行。 鋪砂儀在玻璃板上攤鋪的量砂厚度t0(mm)為 式中：V量砂體積，50 ml； B鋪砂儀鋪砂寬度，50 mm。 (3)測試步驟 1）將測試地點(diǎn)用毛刷刷凈，面積大于鋪砂儀。 2）將鋪砂儀沿道路縱向平穩(wěn)地放在路面上，將砂漏移至端部。 3）按與準(zhǔn)備工作中（2）（5）相同步驟，在測試地點(diǎn)攤鋪50 ml量砂，,14,按圖1.4.2的方法量取攤鋪長L1及L2，由式（1.4.2）計(jì)算L，準(zhǔn)確至1 mm。 4）按以上方法，同一處平等測定不少于3次，3個(gè)測點(diǎn)均位于輪跡帶上，測點(diǎn)間距35 m。該處的測點(diǎn)位置以中間測點(diǎn)的位置表示。 路面構(gòu)造深度按下式計(jì)算： 式中：TD路面的構(gòu)造深度，mm； L路面上50 ml量砂攤鋪的長度，mm。 4.3路面摩擦系數(shù)測定 4.3.1擺式儀測定路面摩擦系數(shù) 擺式儀屬于輕便型測量儀器，許多國家都采用。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、數(shù)據(jù)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。擺式儀構(gòu)造如圖1.4.3所示。,15,16,17,（1）儀器準(zhǔn)備 1）擺式儀。 2）橡膠片。 3）標(biāo)準(zhǔn)量尺。 4）灑水壺。 5）橡膠刮板。 6）路面溫度計(jì)。分度不大于1 。 7）其他。皮尺或鋼卷尺、掃帚、粉筆等。 （2）準(zhǔn)備工作 1）檢查擺式儀的調(diào)零靈敏情況，并定期進(jìn)行儀器的標(biāo)定。 2）對測試路段按隨機(jī)取樣選點(diǎn)的方法選定測點(diǎn)。,18,（3）試驗(yàn)步驟 1)儀器調(diào)平 將儀器置于路面測點(diǎn)上，并使擺的擺動(dòng)方向與行車方向一致。 轉(zhuǎn)動(dòng)底座上的調(diào)平螺栓，使水準(zhǔn)泡居中。 2)調(diào)零 放松上、下兩個(gè)緊固把手，轉(zhuǎn)動(dòng)升降把手使擺升高，并能自由擺動(dòng)，然后旋緊緊固把手。 將擺向右運(yùn)動(dòng)，按下安裝于懸臂上的釋放開關(guān)，使擺上卡環(huán)進(jìn)入開關(guān)槽，放開釋放開關(guān)，擺即處于水平釋放位置，并把指針抬至與擺桿平行處。 按下釋放開關(guān)，使擺向左帶動(dòng)指針擺動(dòng)，當(dāng)擺達(dá)到最高位置下落時(shí)，用左手將擺桿接住，此時(shí)指針應(yīng)指零。 3)校核滑動(dòng)長度 用掃帚掃凈路面表面，并用橡膠刮板清除擺動(dòng)范圍內(nèi)路面上的松散粒料。,19,讓擺自由懸掛，提起擺頭上的舉升柄，將底座上墊塊置于定位螺絲下面，使擺頭上的滑溜塊升高。放松緊固把手，轉(zhuǎn)動(dòng)立柱上的升降把手，使擺緩緩下降。當(dāng)滑溜塊上的橡膠片剛剛接觸路面時(shí)，即將緊固把手旋緊，使擺頭固定。 提出舉升柄，取下墊塊，使擺向右運(yùn)動(dòng)，然后提舉升槽使擺向左運(yùn)動(dòng)，直至橡膠片的邊緣剛剛接觸路面。 用噴壺的水澆灑測試路面，并用橡膠刮板刮除表面泥漿雜質(zhì)。 再次灑水，并按下釋放開關(guān)，使擺在路面滑過，指針即可指示出路面的擺值。 重復(fù)第（5）項(xiàng)的操作測定5次，并讀取每次測定的擺值，即BPN。 在測點(diǎn)位置上用路表溫度計(jì)測記潮濕路面的溫度，準(zhǔn)確至1 。 按以上方法，同一處平行測定不小于3次，3個(gè)測點(diǎn)均位于輪跡帶上，測點(diǎn),20,間距35 m。 （4）抗滑值的溫度修正 當(dāng)路面溫度為T（）時(shí)測得的擺值為FBT，必須按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度20 的擺值FB20： 式中：FB20換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度20 的擺值； FBT路面溫度T時(shí)測得的擺值，BPN； T測定的路表潮濕狀態(tài)下的溫度，; F溫度修正值，按表1.4.4采用。,21,（5）測試報(bào)告內(nèi)容 1）測試日期，測點(diǎn)位置，天氣情況，灑水后潮濕路面的溫度，并描述路面類型、外觀、結(jié)構(gòu)類型等。 2）列表逐點(diǎn)報(bào)告路面抗滑值的測定值FBT，經(jīng)溫度修正后的FB20及3次測定的平均值。 3）每一個(gè)評定路段（不小于5個(gè)測點(diǎn)）路面抗滑值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)值、變異系數(shù)。 4）精密要求是同一個(gè)測點(diǎn)，重復(fù)5次測定的差值不大于3 BPN。 4.3.2路面橫向力系數(shù)測定 用標(biāo)準(zhǔn)的摩擦系數(shù)測定車測試，當(dāng)測定輪與行車方向成一定角度且以一定速度行駛時(shí)，輪胎與潮濕路面之間摩擦阻力與接觸面積的比值，稱為路面橫向力系數(shù)，代號SFC，無量鋼。,22,（1）儀器設(shè)備 1）摩擦系數(shù)測定車。SCRIM型，主要組成如圖1.4.4所示。 圖1.4.4橫向摩擦系數(shù)測定車機(jī)構(gòu)（單位：mm）,23,測定車應(yīng)符合下列要求： 測量機(jī)構(gòu)。 測定車輛輪胎氣壓應(yīng)符合所使用汽車規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)氣壓范圍。 能控制灑水量，使路面水膜厚度不小于1 mm。 2)其他備件。備用輪胎等備件。 （2）準(zhǔn)備工作 1）按照儀器設(shè)備技術(shù)手冊或使用說明書對測定系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。 2）檢查橫向摩擦系數(shù)測定車系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)是否符合規(guī)定的要求，檢查外部警告標(biāo)志是否正常。 3）貯水罐灌水。 4）將測試輪安裝緊固，且保持在升起的位置上。 5）將記錄裝置置于正常使用狀態(tài)，安裝足夠的打印紙。,24,6）根據(jù)需要確定采用連續(xù)測定或斷續(xù)測定以及每公里測定的長度。 7）根據(jù)要求設(shè)定為單輪測試或雙輪測試。 8）輸入所需的說明性預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，如測試日期、路段編號、里程樁號等。 9）發(fā)動(dòng)車輛駛向測試地段。 （3）測定步驟 1）在測試路段起點(diǎn)前約500 m處停住，開機(jī)預(yù)熱不少于10 min。 2）降下測試輪，打開水閥檢查水流情況是否正常及水流是否符合需要，檢查儀表各項(xiàng)指數(shù)是否正常，然后升起測試輪。 3）將車輛駛向測試路段前100200 m處降下測試輪。測定車的車速可根據(jù)公路等級的需要選擇。 4）進(jìn)入測試段后，按開始鍵，開始測試。,25,（4）測試數(shù)據(jù)處理 測定的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)存貯在磁帶中，摩擦系數(shù)測定車SCRIM系統(tǒng)配有專門的數(shù)據(jù)處理程序軟件，可計(jì)算和打印出每一計(jì)算區(qū)間的摩擦系數(shù)值、行駛速度、統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)、