抗滑性能檢測系統(tǒng)及應(yīng)用技術(shù)研究2019

抗滑性能能檢測系系統(tǒng)及應(yīng)應(yīng)用技技術(shù)研究究鄭州大大學(xué)學(xué)重大基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施檢檢測修復(fù)復(fù)技術(shù)國國家地方方聯(lián)合工工程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室方宏遠(yuǎn)一、抗滑滑性能測測試的重重要性二、規(guī)范范要求測測試頻率率及測試試方法三、抗滑性能能測試設(shè)設(shè)備類型型及特點(diǎn)點(diǎn)四、試驗(yàn)驗(yàn)研究五、工程程實(shí)例六、展望望每年在全全世界范范圍內(nèi)由由于道面面抗滑性性能差而而導(dǎo)致的的事故時(shí)時(shí)有發(fā)生生這些事故故造成了了大量的的財(cái)產(chǎn)損損失路面和機(jī)機(jī)場道面面的抗滑滑性能對對汽車和和飛機(jī)的的行駛安安全性、、經(jīng)濟(jì)性性的影響響至關(guān)重重要準(zhǔn)確檢測測與評價(jià)價(jià)路面和和機(jī)場道道面的抗抗滑性能能具有重重要的工工程意義義一、抗滑性能能測試的的重要性性彎沉（土土方路基基、瀝青青面層））抗壓強(qiáng)度度（底基基層、基基層）抗拉強(qiáng)度度（水泥泥混凝土土面層））壓實(shí)度（（路基、、底基層層、基層層、瀝青青面層））厚度（底基層層、基層、面面層）瀝青含量（瀝瀝青面層）平整度（路基基、底基層、、基層、面層層）橫披（路基、、底基層、基基層、面層））縱斷高程（路路基、底基層層、基層、面面層）摩擦系數(shù)（瀝瀝青面層）構(gòu)造深度（瀝瀝青面層、水水泥混凝土面面層）路表病害（高高速公路養(yǎng)護(hù)護(hù)）公路工程質(zhì)量量檢查項(xiàng)目二、規(guī)范要求求測試頻率及及方法水泥混凝土路路面鋪砂法：每200m測1處瀝青混凝土路路面擺式儀和鋪砂砂法：每200m測1處橫向力系數(shù)測測定車：全線線連續(xù)測試抗滑性能各指指標(biāo)含義抗滑擺值(BPN)用標(biāo)準(zhǔn)的手提提式擺式摩擦擦系數(shù)測定儀儀測定的路面面在潮濕條件件下對擺的摩摩擦阻力路表構(gòu)造深度度(TD)一定面積的路路表面凹凸不不平的開口孔孔隙的平均深深度路面橫向摩擦擦系數(shù)(SFC)用標(biāo)準(zhǔn)的摩擦擦系數(shù)測定車車測定,當(dāng)測試輪與行行車方向成一一定角度且以以一定速度行行駛時(shí),輪胎與潮濕路路面之間的摩摩擦阻力與試試驗(yàn)輪上荷載載的比值瀝青路面抗滑滑標(biāo)準(zhǔn)橫向力系數(shù)SFC擺值

FB(BPN)構(gòu)造深度TD(mm)≧54≧45≧0.55注：上述值是是針對高速,一級(jí)公路的竣竣工驗(yàn)收值的的!水泥混凝土路路面抗滑標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)用構(gòu)造深度表表示高速公路、一一級(jí)公路TD為0.8mm其它公路TD為0.6mm三、抗滑性能能測試設(shè)備類類型類型1:非非連續(xù)式式摩擦系數(shù)儀儀擺式摩擦系數(shù)數(shù)儀（英國、、國產(chǎn)）類型2:連連續(xù)性摩摩擦系數(shù)測試試儀(CFME)Scrim、、MuMeter（英國）Skiddometer、SFT（（瑞典）GripTester（（英國）Dynatest/KJL（美國）連續(xù)性摩擦系系數(shù)測試儀(CFME)分類斜輪型Scrim（（英國）、MuMeter（英國）鎖定輪型SkidResistanceTester（美國）制動(dòng)輪型固定滑移率型型GripTester（（英國）、SFT（瑞典）、Dynatest/KJL（美國）可變滑移率型型Nosermeter（挪威）非連續(xù)式摩擦擦系數(shù)儀擺式摩擦系數(shù)數(shù)儀逐點(diǎn)測試，代表性性差測試速度慢、、效率低灑水量人工難難以控制，可可重復(fù)性差安全性差，難難滿足現(xiàn)代路路面管理的需需要非連續(xù)式摩擦擦系數(shù)儀特點(diǎn)連續(xù)性摩擦系系數(shù)測試儀(CFME)MuMeter（機(jī)場道面測測試，偏轉(zhuǎn)角角：7.50）SCRIM（偏轉(zhuǎn)角：200）Dynatest/KJLGripTester連續(xù)性摩擦系系數(shù)測試儀(CFME)特點(diǎn)采用一個(gè)或多多個(gè)測試輪連續(xù)、快速測測試路表摩擦擦特性控制灑水量對交通干擾小小滿足現(xiàn)代路面面管理的需要要1、拖車式或整體式?拖車式將測試試系統(tǒng)與牽引引車分離，使使用靈活、造造價(jià)低、對牽牽引車的依賴賴性低整體式將測試試系統(tǒng)與牽引引車集成在一一起，使用方方便、造價(jià)高高倫敦的希思羅羅機(jī)場選擇切切諾基作為GripTester的牽引車美國空軍將貨貨車改裝為牽牽引車美國宇航局用用貨車裝載水水箱并作為牽牽引車2、制動(dòng)輪或斜輪?制動(dòng)輪比斜輪輪能更直接地地反映滾動(dòng)摩摩擦特性斜輪可同時(shí)反反映縱向和橫橫向的摩擦性性能3、實(shí)時(shí)測試垂直直力或假定垂直力力為常數(shù)?摩擦系數(shù)=水平力/垂直力假定垂直力為為常數(shù)則可能能引起讀數(shù)不不精確連續(xù)實(shí)時(shí)測試試垂直力，可保證讀數(shù)數(shù)的精度和可可靠性4、直接測試水平平力還是通過測試試扭矩來計(jì)算算水平力?摩擦系數(shù)=水平力/垂直力多數(shù)設(shè)備通過過測試扭矩來來計(jì)算水平力力。但當(dāng)路表表上覆有松軟軟的污物時(shí)，，通過測試扭扭矩來計(jì)算水水平力，結(jié)果果將受影響。。測試軸上安裝裝應(yīng)變儀直接接測試水平力，可使使結(jié)果更加準(zhǔn)準(zhǔn)確和可靠。。行車方向當(dāng)測試輪前方方路面有松軟軟污物時(shí)，扭扭矩和水平力力測試的結(jié)果果將明顯不同同5、滑移率大小選擇?自由滾動(dòng)輪=0%滑滑移率鎖定輪=100%滑動(dòng)率滑移速度=測試速度度x滑移率滑動(dòng)率為15%時(shí)，將獲得較佳佳摩擦性能滑移率與摩擦擦系數(shù)的關(guān)系系曲線6、光滑輪或花紋輪?光滑輪滿足ASTME1844-96的規(guī)定，符合合世界民航組織織（ICAO）和美國聯(lián)邦邦航空局（FAA）對自濕表面面摩擦測試系系統(tǒng)的規(guī)定;當(dāng)測速≥60Km時(shí)，花紋輪只只對粗構(gòu)造路路面具有敏感感性，而光滑滑輪對粗構(gòu)造造和細(xì)構(gòu)造路路面都具有敏敏感性;隨著測試的增增加和路面的的磨損，花紋紋輪的狀態(tài)會(huì)會(huì)發(fā)生改變，，與路面接觸觸狀態(tài)也會(huì)發(fā)發(fā)生改變。同同一路段用不不同狀態(tài)的花花紋輪進(jìn)行測測試，會(huì)得到到不同的測試試結(jié)果。PIARC的對比協(xié)調(diào)試試驗(yàn)表明，光光滑輪的相關(guān)關(guān)系數(shù)高于花花紋輪，數(shù)據(jù)據(jù)穩(wěn)定性也更更高；如果使用帶花花紋的測試輪輪，就有可能能識(shí)別不出路路表紋理深度度，對摩擦性性能較差的路路面也有可能能得到較好的的讀數(shù)。四、試驗(yàn)研究究重復(fù)性實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果與速速度的關(guān)系測試結(jié)果與水水膜厚度的關(guān)關(guān)系與擺式摩擦系系數(shù)儀(BPN)的對比與SCRIM的對比GripTester摩擦系數(shù)檢測測系統(tǒng)GripTester由英國FindlayIrvine有限公司研制制生生產(chǎn)。至今，全球已已有約300臺(tái)GripTester。GripTester被世界公路協(xié)協(xié)會(huì)（PIARC）列為測試IFI的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之之一，同時(shí)也也被國際民航航組織（InternationalCivilAviationOrganization簡稱ICAO）和美國聯(lián)邦邦航空局（FederalAviationAdministration簡稱FAA）列為標(biāo)準(zhǔn)檢檢測設(shè)備之一一。GripTester主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)尺寸：長長：1010mm寬：790mm高：510mm重量：85kg滑移率：15%測試速度：5km/h——130km/h測試輪胎：：滿足ASTM1標(biāo)準(zhǔn)E1844-96規(guī)定灑水系統(tǒng)：根根據(jù)水水膜厚度和車車速要求自自動(dòng)動(dòng)控制灑水量量測試輪壽命：：>1000km系統(tǒng)壽命：>20年GripTester主要特點(diǎn)拖車式制動(dòng)輪實(shí)時(shí)測試垂直直力直接測試水平平力固定滑移率：：15%光滑測試輪計(jì)算機(jī)采集處處理數(shù)據(jù)標(biāo)定和維護(hù)簡便GripTester的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)混凝土路面的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)GripTester的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)瀝青路面的重重復(fù)性實(shí)驗(yàn)重復(fù)性試驗(yàn)分分析及結(jié)論：：從各重復(fù)性試試驗(yàn)結(jié)果曲線線圖中可以看看出，重復(fù)測測試數(shù)據(jù)曲線線與平均值曲曲線基本吻合合?？傮w上，無論論是在水泥混混凝土路面，，還是在瀝青青路面上，GripTester重復(fù)測試的結(jié)結(jié)果具有良好的重復(fù)性性，表明GripTester的測試結(jié)果具具有較高的穩(wěn)定性性。測試結(jié)果和速速度的相關(guān)關(guān)關(guān)系測試結(jié)果與測測試速度存在在良好的相關(guān)關(guān)性，隨著測測試速度的增增大，測試結(jié)結(jié)果變小測試結(jié)果與水水膜厚度的相相關(guān)關(guān)系測試結(jié)果水膜膜厚度存在良良好的相關(guān)性性，隨著水膜膜厚度的增大大，測試結(jié)果果變小與擺式摩擦系系數(shù)儀(BPN)的對比1993年英英國TRL實(shí)施了GripTester與BPN的相關(guān)性研究究，得出二者者的相關(guān)關(guān)系系為：GripNumber=0.012×BPN－0.08相關(guān)系數(shù)：0.893與SCRIM的對比1993年TRL，采用四臺(tái)SCRIM和四臺(tái)GripTester，，在12個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)段上進(jìn)行了了二者的對比比試驗(yàn)，得到了SCRIM和GripTester的相關(guān)關(guān)系：：SCRIM=0.786×GripNumber－0.049相關(guān)系數(shù)：0.977小結(jié)：GripTester具有良好的重重復(fù)性測試結(jié)果與速速度具有良好好的相關(guān)性測試結(jié)果與水水膜厚度具有有良好的相關(guān)關(guān)性GripTester與BPN和SCRIM之間具有良好好的相關(guān)性五、工程實(shí)例例某高速公路摩摩擦系數(shù)實(shí)時(shí)時(shí)顯示圖某高速公路GripTester測試摩擦系數(shù)數(shù)分布圖某機(jī)場