抗滑性能檢測系統(tǒng)及應用技術

抗滑性能檢測系統(tǒng)及

應用技術研究鄭州大學重大基礎設施檢測修復技術國家地方聯(lián)合工程實驗室方宏遠一、抗滑性能測試的重要性二、規(guī)范要求測試頻率及測試方法三、抗滑性能測試設備類型及特點四、試驗研究五、工程實例六、展望每年在全世界范圍內(nèi)由于道面抗滑性能差而導致的事故時有發(fā)生這些事故造成了大量的財產(chǎn)損失路面和機場道面的抗滑性能對汽車和飛機的行駛安全性、經(jīng)濟性的影響至關重要準確檢測與評價路面和機場道面的抗滑性能具有重要的工程意義一、抗滑性能測試的重要性彎沉（土方路基、瀝青面層）抗壓強度（底基層、基層）抗拉強度（水泥混凝土面層）壓實度（路基、底基層、基層、瀝青面層）厚度（底基層、基層、面層）瀝青含量（瀝青面層）平整度（路基、底基層、基層、面層）橫披（路基、底基層、基層、面層）縱斷高程（路基、底基層、基層、面層）摩擦系數(shù)（瀝青面層）構造深度（瀝青面層、水泥混凝土面層）路表病害（高速公路養(yǎng)護）

公路工程質量檢查項目

二、規(guī)范要求測試頻率及方法水泥混凝土路面鋪砂法：每200m測1處瀝青混凝土路面擺式儀和鋪砂法：每200m測1處橫向力系數(shù)測定車：全線連續(xù)測試抗滑性能各指標含義抗滑擺值(BPN)

用標準的手提式擺式摩擦系數(shù)測定儀測定的路面在潮濕條件下對擺的摩擦阻力路表構造深度(TD)

一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度路面橫向摩擦系數(shù)(SFC)

用標準的摩擦系數(shù)測定車測定,當測試輪與行車方向成一定角度且以一定速度行駛時,輪胎與潮濕路面之間的摩擦阻力與試驗輪上荷載的比值瀝青路面抗滑標準橫向力系數(shù)SFC擺值

FB(BPN)構造深度TD(mm)≧54≧45≧0.55注：上述值是針對高速,一級公路的竣工驗收值的!水泥混凝土路面抗滑標準

用構造深度表示高速公路、一級公路

TD為0.8mm

其它公路

TD為0.6mm三、抗滑性能測試設備類型類型1:非連續(xù)式摩擦系數(shù)儀

擺式摩擦系數(shù)儀（英國、國產(chǎn)）類型2:連續(xù)性摩擦系數(shù)測試儀(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）制動輪型固定滑移率型GripTester（英國）、SFT（瑞典）、Dynatest/KJL（美國）可變滑移率型Nosermeter（挪威）非連續(xù)續(xù)式摩摩擦系系數(shù)儀儀擺式摩摩擦系系數(shù)儀儀逐點測試，，代表表性差差測試速速度慢慢、效效率低低灑水量量人工工難以以控制制，可可重復復性差差安全性性差，，難滿滿足現(xiàn)現(xiàn)代路路面管管理的的需要要非連續(xù)續(xù)式摩摩擦系系數(shù)儀儀特點連續(xù)性性摩擦擦系數(shù)數(shù)測試試儀(CFME)MuMeter（機場場道面面測試試，偏偏轉角角：7.50）SCRIM（偏轉角角：200）Dynatest/KJLGripTester連續(xù)性性摩擦擦系數(shù)數(shù)測試試儀(CFME)特點采用一一個或或多個個測試試輪連續(xù)、、快速速測試試路表表摩擦擦特性性控制灑灑水量量對交通通干擾擾小滿足現(xiàn)現(xiàn)代路路面管管理的的需要要1、拖車式式或整體體式?拖車式式將測測試系系統(tǒng)與與牽引引車分分離，，使用用靈活活、造造價低低、對對牽引引車的的依賴賴性低低整體式式將測測試系系統(tǒng)與與牽引引車集集成在在一起起，使使用方方便、、造價價高倫敦的的希思思羅機機場選選擇切切諾基基作為為GripTester的牽引引車美國空空軍將將貨車車改裝裝為牽牽引車車美國宇宇航局局用貨貨車裝裝載水水箱并并作為為牽引引車2、制動輪輪或斜輪輪?制動輪輪比斜斜輪能能更直直接地地反映映滾動動摩擦擦特性性斜輪可可同時時反映映縱向向和橫橫向的的摩擦擦性能能3、實時測測試垂垂直力力或假定定垂直直力為為常數(shù)數(shù)?摩擦系系數(shù)=水水平平力/垂垂直力力假定垂垂直力力為常常數(shù)則則可能能引起起讀數(shù)數(shù)不精精確連續(xù)實實時測測試垂垂直力力，可保保證讀讀數(shù)的的精度度和可可靠性性4、直接測測試水水平力力還是通通過測測試扭扭矩來來計算算水平平力?摩擦系系數(shù)=水水平平力/垂垂直力力多數(shù)設設備通通過測測試扭扭矩來來計算算水平平力。。但當當路表表上覆覆有松松軟的的污物物時，，通過過測試試扭矩矩來計計算水水平力力，結結果將將受影影響。。測試軸軸上安安裝應應變儀儀直接接測試試水平力力，可可使結結果更更加準準確和和可靠靠。行車方方向當測試試輪前前方路路面有有松軟軟污物物時，，扭矩矩和水水平力力測試試的結結果將將明顯顯不同同5、滑移率率大小選選擇?自由滾滾動輪輪=0%滑滑移移率鎖定輪輪=100%滑動率率滑移速速度=測測試試速度度x滑移率率滑動率率為15%時，將獲獲得較較佳摩摩擦性性能滑移率率與摩摩擦系系數(shù)的的關系系曲線線6、光滑輪輪或花紋紋輪?光滑輪輪滿足足ASTME1844-96的規(guī)定定，符符合世界民民航組組織（（ICAO）和美美國聯(lián)聯(lián)邦航航空局局（FAA）對自自濕表表面摩摩擦測測試系系統(tǒng)的的規(guī)定定;當測速速≥60Km時，花花紋輪輪只對對粗構構造路路面具具有敏敏感性性，而而光滑滑輪對對粗構構造和和細構構造路路面都都具有有敏感感性;隨著測測試的的增加加和路路面的的磨損損，花花紋輪輪的狀狀態(tài)會會發(fā)生生改變變，與與路面面接觸觸狀態(tài)態(tài)也會會發(fā)生生改變變。同同一路路段用用不同同狀態(tài)態(tài)的花花紋輪輪進行行測試試，會會得到到不同同的測測試結結果。。PIARC的對比比協(xié)調(diào)調(diào)試驗驗表明明，光光滑輪輪的相相關系系數(shù)高高于花花紋輪輪，數(shù)數(shù)據(jù)穩(wěn)穩(wěn)定性性也更更高；；如果使使用帶帶花紋紋的測測試輪輪，就就有可可能識識別不不出路路表紋紋理深深度，，對摩摩擦性性能較較差的的路面面也有有可能能得到到較好好的讀讀數(shù)。四、試試驗研研究重復性性實驗驗測試結結果與與速度度的關關系測試結結果與與水膜膜厚度度的關關系與擺式式摩擦擦系數(shù)數(shù)儀(BPN)的對比比與SCRIM的對比比GripTester摩擦系系數(shù)檢檢測系系統(tǒng)GripTester由英國國FindlayIrvine有限公公司研研制生生產(chǎn)產(chǎn)。至今，，全球球已有有約300臺GripTester。GripTester被世界界公路路協(xié)會會（PIARC）列為為測試試IFI的標準準設備備之一一，同同時也也被國國際民民航組組織（（InternationalCivilAviationOrganization簡稱ICAO）和美美國聯(lián)聯(lián)邦航航空局局（FederalAviationAdministration簡稱FAA）列為為標準準檢測測設備備之一一。GripTester主要技技術指指標尺寸：：長長：1010mm寬：790mm高：510mm重量：：85kg滑移率率：15%測試速速度：：5km/h———130km/h測試輪輪胎：：滿滿足ASTM11標準E1844-96規(guī)定灑水系系統(tǒng)：：根根據(jù)水水膜厚厚度和和車速速要求求自自動動控制制灑水水量測試輪輪壽命命：>1000km系統(tǒng)壽壽命：：>20年GripTester主要特特點拖車式式制動輪輪實時測測試垂垂直力力直接測測試水水平力力固定滑滑移率率：15%光滑測測試輪輪計算機機采集集處理理數(shù)據(jù)據(jù)標定和維護護簡便便GripTester的重復復性實實驗混凝土土路面面的重重復性性實驗驗GripTester的重復復性實實驗瀝青路路面的的重復復性實實驗重復性性試驗驗分析析及結結論：：從各重重復性性試驗驗結果果曲線線圖中中可以以看出出，重重復測測試數(shù)數(shù)據(jù)曲曲線與與平均均值曲曲線基基本吻吻合。?？傮w上上，無無論是是在水水泥混混凝土土路面面，還還是在在瀝青青路面面上，，GripTester重復測測試的的結果果具有有良好的的重復復性，表明明GripTester的測試試結果果具有有較高的的穩(wěn)定定性。測試結結果和和速度度的相相關關關系測試結結果與與測試試速度度存在在良好好的相相關性性，隨隨著測測試速速度的的增大大，測測試結結果變變小測試結結果與與水膜膜厚度度的相相關關關系測試結結果水水膜厚厚度存存在良良好的的相關關性，，隨著著水膜膜厚度度的增增大，，測試試結果果變小小與擺式式摩擦擦系數(shù)數(shù)儀(BPN)的對比比1993年年英國國TRL實施了了GripTester與BPN的相關關性研研究，，得出出二者者的相相關關關系為為：GripNumber=0.012××BPN－－0.08相關系系數(shù)：：0.893與SCRIM的對比比1993年年TRL，采用四臺臺SCRIM和四臺臺GripTester，，在12個試試驗段段上進進行了了二者者的對對比試試驗，，得到了了SCRIM和GripTester的相關關關系系：SCRIM=0.786×GripNumber－－0.049相關系系數(shù)：：0.977小結：：GripTester具有良好的的重復性測試結果與與速度具有有良好的相相關性測試結果與與水膜厚度度具有良好好的相關性性GripTester與BPN和SCRIM之間具有良良好的相關關性五、工程實實例某高速公路路摩擦系數(shù)數(shù)實時顯示示圖某高速公路路GripTester測試摩擦系系數(shù)分布圖圖某機場跑跑道