（岩土工程专业论文）路面抗滑性能检测与评价技术研究.pdf

公路路面的抗滑性能与行车安全性密切相关，机场道面的抗滑性i l x , 飞 机安全起落也起着至关重要的作用。路面和机场跑道的抗滑性能受天气( 气 候) 、路表状况等诸多因素影响，因此先进的检测技术与设备就显得尤为重 要。但是我国目前的路面抗滑性能检测技术、设备及评价方法在某些方而还 存在不足，与国外先进国家相比仍显落后。丌展路面抗滑性能方面的研究以 寻求更合适的检测设备和评价方法，已成为当| ；j 亟待解决的课题。 目前在路面抗滑性能检测与评价方面有两个问题比较突出： ( 1 ) 摩擦系数测试设备性能的可靠性问题 目前用于路面及机场道面摩擦系数检测的设备数量众多，类型各异。但 是，其中有些设备的测试结果受测试条件、环境以及操作过程等因素影响而 表现出较差的稳定性，并且有些设备的测试结果不能真实地的反映路面实际 抗滑性能。 ( 2 ) 路面抗滑性能评价标准不统一 路面j 抗滑性能的评价标准的不统一给路面抗滑性能检测与评价工作俯 来诸多不便。主要表现为：一方面，利用不同的抗滑性能检测设备剥同一路 段的路面进行测试会得到不同的结果，也就是况不同的检测设备有不同的抗 滑标准；另一方面，世界上各个国家根据自己国家的具体实际制定了本国的 标准，也就是说不同的国家有不同的抗滑标准。由于这两方面的原因，各国 道路研究者在进行相互交流时存在着很大的困难，并且这对丌展路面抗滑性 能的研究也造成了许多阻碍。 g r i p t e s t e r 摩擦系数仪是英国近年来丌发研制的新型抗滑检测设备，在 多项工程检测中表现出优良的技术特性，如自备洒水系统，计算机控制，全 自动操作，测试结果稳定性好等。g r i p t e s t e r 参与了世界道路协会( p i a r c ) 1 9 9 2 年的抗滑性能及路表构造检测设备对比与协调试验。 本文围绕g r i p t e s t e r 摩擦系数仪试验，主要从路面抗滑性能检测没符及 评价指标两个方面进行探讨，具体工作分为以下几个方面： ( 1 ) 系统分析轮胎与路面阳j 摩擦的形成机理及其影响因素。 l 型- 2 查兰型：茎：鍪垒；一。皇i 。篓i i i 轮胎与路面间的摩擦力主要有四个方面：轮胎与路面问的分予力作用； 轮胎与路面洲的粘着作用：胎面橡胶的弹性变形：路面上小尺寸微凸休的微 切削作用。 路面抗滑性能影响因素有以下几个方面：轮胎方面的因索( 包括轮胎的 种类、胎面花纹、充气压力及胎面磨损等) ；路面方面的因素( 主要与路表 构造有关) ；行车速度的影响；介质( 水膜及路表污染) 的影响：温度以及 季节变化的影响；材料因素的影响。 ( 2 ) 对当前的路面抗滑性能检测设备进行深入的分析，重点分析了几 种常用设备的性能特性。 摩擦系数检测设备可分为定点式摩擦系数测试仪和连续式摩擦系数测 试仪( c o n t i n u a lf r i c t i o nm e a s u r ee q u i p m e n t ) 两种。前者主要指英国的摆式 摩擦系数仪b p t ( b r i t i s hp e n d u l u mt e s t e r ) 。c f m e 可以分为四种基本类型： 锁定轮型( l o c k e dw h e e lt e s t e r ) 、侧向力型( s i d ef o r c em e a s u r e m e n t ) 、固 定滑移率型( f i x e ds l i pd e v i c e ) 和可变滑移率型( v a r i a b l es l i pd e v i c e ) 。 路面粗构造测试设备分为断面类( t e x t u r ed e v i c e ) 、体积法( v o l u m e t r i c ) 和流出仪( o u t f l o w ) 三类。 本文对我国路面规范中的抗滑测试设备：s c r i m 、摆式仪、铺砂法等做 了较详细的介绍，并深入分析了它们的性能特点。 ( 3 ) 通过试验全面研究新型( 路面及机场路面) 摩擦系数仪g r i p t e s t e r 的技术性能和特点，重点研究该设备测试结果的可靠性。 本文介绍了g r i p t e s l e r 摩擦系数仪的主要构造、技术指标、设计原理、 测试方式、应用领域等基本情况。在轮胎与路面间摩擦的影响因素分析基础 上设计了g r i p t e s t e r 试验，较全面地研究了g r i p t e t e r 的技术性能及特点。本 次试验主要从g r i p t e s t e r 重复测试结果稳定性，与测试速度、水膜厚度等的 关系及与摆式仪所测摆值、铺砂法所测路面构造深度的相关性等几个方面进 行研究。 ( 4 ) 在路面抗滑性能评价方面引入国际摩阻指数i f i ，探讨l f l 作为路 面抗滑性能评价指标的使用方法、可行性、适用性及其还需解决 的问题。 世界道路协会( p i a r c ) 于1 9 9 2 年在比利时、西班牙进行了一次火j ；! j ! 模的路面抗滑性能检测设备的对比与协调试验，在试验基础上提出了囡际摩 阻指数i f l ( i n t e r n a t i o n a lf r i c t i o ni n d e x ) 的概念。国际摩阻指数i f i 从摩擦系 数和路面构造两个方面进行评价。利用i f i 可以将参与本次试验的各科t 抗滑 性能测试设备的测试结果统一到一个共同的标准上来。 参加本次试验设备的有摆式仪、m u m e t e r 、s c r i m 、d ft e s t e r 、g r i p t e s t e r 、 a s t me 一9 6 5s a n d p a t c h 、v t im o b i l ep r o f i l o m e t e r ( s ) 等。 ( 5 ) 利用g r i p t e s t e r 的测试结果，按照i f i 方法对实际路面的抗滑性能 进行评价。 某段路抗滑性能调查时用g r i p t e s t e r 检测摩擦系数，用铺砂法检测路表 构造深度。利用测试结果，屎用p i a r c 模型将其用国际摩阻指数i f i 表示来 评价该路段的抗滑性能。7 ) 本文的研究表明： 7 ( 1 ) 新型摩擦系数仪g r i p t e s t e r 具有优良的测试性能，测试结果数据稳定， 全自动化操作，人为因素小，备有自动洒水系统，测试结果即时显示 并方便导入m i c r o s o f te x e l 的电子表格中，便于数据分析处理。 ( 2 ) 在水膜厚度不变的情况下，g r i p t e s t e r 的测试结果与其测试速度存在 良好的关系，g r i p t e s t e r 的测试结果随测试速度增大而减小。 ( 3 ) 在测试速度不变的情况下，g r i p t e s t e r 的测试结果与其水膜厚度也存 在良好的关系，g r i p t e s t e r 的测试结果随水膜厚度增大而减小。 ( 4 ) g r i p t e s t e r 测试结果与摆式仪的摆值及铺砂法所测路面构造深度均存 在一定的相关关系。 ( 5 ) 国际摩阻指数i f i 能够从摩擦系数和构造深度两个方面进行评价路面 抗滑性能，并可以将不同的测试设备的结果统一为一个标准，方便不 同设备、不同用户、不同国家之问的交流，在我国推广应用i f i 是可 行的。 、 关键词：路贰机场道面 抗滑性能摩擦系数 路面构造 g ri p _ r e s t e r 测试速度水膜厚度国际摩阻指数 a b s t r a c t t h ed a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c ei sv e r yi m p o r t a n tf o rc a r st or u ns a f e l ya n d s o d o e st h er u n w a ys k i dr e s i s t a n c et ot h et a k e o f fa n dl a n d i n go fa i r p l a n e s t h es k i d r e s i s t a n c eo fp a v e m e n ta n dr u n w a yi s i n f l u e n c e db yt h ew e a t h e r ，c l i m a t e ，t h e s i t u a t i o no fp a v e m e n ta n ds oo n s ot h ea d v a n c e dt e c h n o l o g ya n de q u i p m e n tt o m e a s u r et h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c ei sv e r yi m p o r t a n t h o w e v e r , t h et e c h n o l o g y ， e q u i p m e n ta n d t h ee v a l u a t i n gm e t h o da r eo l da n di n s u f f i c i e n ti nc h i n a ，w h i c hg e t b e h i n dt oo t h e rd e v e l o p e dc o u n t r i e s a sar e s u l t ，i ti sau r g e n tp r o b l e m t od e v e l o p t h er e s e a r c ho nt h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c ea n dl o o kf o rb e t t e re q u i p m e n ta n d e v a l u a t i n gm e t h o d s t h e r ea r et w op r o b l e m so nt h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c em e a s u r i n ga n d e v a l u a t i n g ( 1 ) t h er e l i a b i l i t yo f t h e f r i c t i o nm e a s u r e e q u i p m e n t i sb a d n o w a d a y s ，t h e r ea r em a n yt y p e so fe q u i p m e n tt o m e a s u r et h ef r i c t i o no f p a v e m e n t h o w e v e r , t h es t a b i l i t yo f s o m ee q u i p m e n ti sb a db e c a u s et h em e a s u r e r e s u l t so fs o m ee q u i p m e n ta r ea f f e c t e db yt h et e s t i n gc o n d i t i o n ，e n v i r o n m e n t ， o p e r a t i o np r o c e s sa n d s oo n a n ds o m e e q u i p m e n t c a n tg i v ea p p r o p r i a t er e s u l tf o r t h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c eo f t r u l y ( 2 ) t h es t a n d a r dt oe v a l u a t et h ep a v e m e n t s k i dr e s i s t a n c ei sn o tu n i f o r m t h es t a n d a r dt oe v a l u a t et h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c ei sn o tu n i f o r m ，w h i c h m a k e sm u c hi n c o n v e n i e n c e t h e r ea r et w oa s p e c t s ：a ) d i f f e r e n te q u i p m e n t sh a v e d i f f e r e n ts t a n d a r d sb e c a u s et h em e a s u r er e s u l t sa r ed i f f e r e n tf o rt h es a r u ep a v e m e n t b yu s i n g d i f f e r e n t e q u i p m e n t ；b ) d i f f e r e n tc o u n t r i e s h a v ed i f f e r e n ts t a n d a r d s b e c a u s et h o s ec o u n t r i e ss e td o w nt h es k i dr e s i s t a n c es t a n d a r d sa c c o r d i n gt ot h e i r c o u n t r i e so w ns i t u a t i o n s o ，t h er e s e a r c h e r sw h oc o m ef r o md i f f e r e n tc o u n t r i e s h a v em u c h d i f f i c u l t y i n c o m m u n i c a t i n g w i t ho t h e r so nt h e p a v e m e n t s k i d r e s i s t a n c ew h i c hm a k e sm u c he n c u m b r a n c et os t u d yi t o r i p t e s t e r , an e wf r i c t i o nm e a s u r ed e v i c e ，i sd e v e l o p e db yb r i t i s hs e v e r a l y e a r sa g o ，w h i c hp e r f o r m se x c e l l e n ti nm a n ya s p e c t sw h e ni ti su s e di ns e v e r a 】 “v f r i c t i o n s u r v e yp r o j e c t s t h e m a i na d v a n t a g e sf o rg r i p t e s t e ra r e ：a ) i th a sa a u t c l m a t i cw a t e rd e p o s i t i o ns y s t e m ；b ) i ti sc o n t r o l l e db yc o m p u t e r , c ) t h eo p e r a t i o n i sf u l la u t o m a t i c ；d ) t h em e a s u r er e s u l th a sg o o ds t a b i l i t ya n ds oo n g r i p t e s t e r t o o kp a r ti nt h ei n t e r n a t i o n a lp i a r ce x p e r i m e n tt oc o m p a r ea n dh a r m o n i z e t e x t u r ea n ds k i dr e s i s t a n c em e a s u r e m e n t sw h i c hw a sh o l db yp i a r c i n19 9 2 t h ep a p e rm a k e ss o m er e s e a r c hi nt h ee q u i p m e n ta n dt h ee v a l u a t i n gm e t h o d f o rm e a s u r et h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c eb a s e do ng r i p t e s t e re x p e r i m e n t s t h e m a i nc o n t e n to f t h ep a p e ri sa sf o l l o w ( 1 ) a n a l y z e t h em e c h a n i s mo ft h ef r i c t i o nb e t w e e nt h et y r ea n dp a v e m e n t a n dt h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ef r i c t i o n ； t h ef r i c t i o nb e t w e e nt y r ea n dp a v e m e n ti n v o l v e sf o u ra s p e c t s ：t h em o l e c u l e f o r c e ，t h ea d h e s i o nb e t w e e nt y r ea n dp a v e m e n t ，t h ee l a s t i cd i s t o r t i o no fr u b b e ro n t h e t y r es u r f a c ea n d t h et i n yc u t t i n go f t h el i t t l e - s i z ep r o t r u d i n go n p a v e m e n t t h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h es k i dr e s i s t a n c eo fp a v e m e n ti n c l u d e ：t h et y r e ( s u c h a st y r et y p e ，t y r et r e a dp a t t e r n ，p r e s s u r e ，w e a ra n dt e a ro f t h e t y r ea n ds oo n ) ： t h e p a v e m e n t ( r e l a t e d t ot h et e x t u r eo fp a v e m e n te s p e c i a l l y ) ；d r i v i n g s p e e d ； m e d i u m ( w a t e ro rp o l l u t i o nb e t w e e nt y r ea n dp a v e m e n t ) ；t h et e m p e r a t u r ea n dt h e s e a s o nv a r i a t i o n ；t h em a t e r i a la n ds oo n ( 2 ) a n a l y z e t h et e c h n o l o g yp e r f o r m a n c eo ft h ee q u i p m e n tw h i c hi su s e dt o m e a s u r et h e p a v e m e n to rr u n w a ys k i d r e s i s t a n c ea n dc o m p a r et h e t e c h n o l o g yp e r f o r m a n c e o fs o m ef a m i l i a re q u i p m e n t s t h ef r i c t i o nm e a s u r ee q u i p m e n tc a nb ec l a s s e di n t ot w ot y p e s ：s p o tf r i c t i o n m e a s u r e e q u i p m e n t a n dc o n t i n u a lf r i c t i o nm e a s u r e e q u i p m e n t t h e f o r m e r u s u a l l yi sb r i t i s hp e n d u l u mt e s t e r c f m ec a nb ec l a s s e di n t of o u rt y p e s ：l o c k e d w h e e lt e s t e r , s i d ef o r c em e a s u r e m e n t ，f i x e d s l i p d e v i c ea n dv a r i a b l e s l i p d e v i c e t h em a c r o - t e x t u r em e a s u r e e q u i p m e n tc a n b ec l a s s e di n t ot h r e e t y p e s ： t e x t n r ed e v i c e ，v o l u m e t r i ca n do u t f l o w t h e p a p e ri n t r o d u c e ss c r i m ，b r i t i s hp e n d u l u mt e s t e ra n ds a n dd a t c b m e t h o di nd e t a i lw h i c ha r em e n t i o n e di nc h i n a c r i t e r i o n v 耋型查兰竺圭耋簦兰兰。，。，。，。，。，。，。，。二：尘尘 ( 3 ) s t u d yt h et e c h n o l o g yp e r f o r m a n c e o fg r i p t e s t e rf r i c t i o n m e a s u r e d e v i c e ( p a v e m e n t & r u n w a y ) e n t i r e l yt o t e s tt h e r e l i a b i t y o ft h e g r i p t e s t e rm e a s u r e r e s u l t s t h ep a p e ri n t r o d u c e st h eb a s i ci n f o r m a t i o na b o u tg r i p t e s t e ri n v o l v i n gt h e c o n s t r u c t ，t e c h n o l o g yi n d e x ，d e s i g np r i n c i p l e ，t e s t i n gw a y s ，a p p l y f i e l d sa n ds oo n b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ei n f l u e n c ef a c t o r st ot h ef r i c t i o nb e t w e e n t h et y r ea n d p a v e m e n t ，t h ep a p e r s t u d i e st h et e c h n o l o g yp e r f o r m a n c eo fo r i p t e s t e re n t i r e l yb y e x p e r i m e n t t h ee x p e r i m e n tc o n s i s t so ff o u r ：a ) r e p e a te x p e r i m e n t ，w h i c h t e s t st h e s t a b i l i t y o fg r i p t e s t e rm e a s u r er e s u l t s ；b ) t h er e l a t i o nb e t w e e nt h eo r i p t e s t e r m e a s u r er e s u l ta n dt h et e s t i n gs p e e d ；c ) t h er e l a t i o nb e t w e e ng r i p t e s t e rm e a s u r e r e s u l ta n dt h et h i c k n e s so ft h ew a t e rf i l mb e t w e e nt h et y r ea n dp a v e m e n t ；d 、 c o m p a r i n gg r i p t e s t e rm e a s u r er e s u l tw i t hb p n f r o mb r i t i s hp e n d u l u mt e s t e ra n d m t df r o ms a n d p a t c hm e t h o d a n da n a l y z i n gt h er e l a t i v i t y ( 4 ) i n t r o d u c ei n t e r n a t i o n a lf r i c t i o ni n d e x ( i f i ) a n ds t u d yt h em e t h o d ， f e a s i b i l i t y , a p p l i c a b i l i t y , a n do t h e rp r o b l e m sa b o u ti f li fi f i i su s e da s t h ei n d e xt oe v a l u a t et h ep a v e m e n ts k i dr e s i s t a n c e i n19 9 2 ，t h ep e r m a n e n ti n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o no fr o a d c o n g r e s s e s ( p i a r c ) h o l dt h ei n t e r n a t i o n a lp i a r ce x p e r i m e n tt oc o m p a r ea n dh a r m o n i z e t e x t u r ea n ds k i dr e s i s t a n c em e a s u r e m e n t sa n db r o u g h tf o r w a r dt h ei n t e r n a t i o n a l f r i c t i o ni n d e x i f ic a ne v a l u a t et h es k i dr e s i s t a n c eo f p a v e m e n tw i t hf r i c t i o na n d t e x t u r e t h o s em e a s u r er e s u l t sf r o ma l le q u i p m e n tw h i c ha t t e n d e dt h ee x p e r i m e n t c a nb eu n i o n i z e dt ot h es a m es t a n d a r d t h e r ea r em a n yt y p e so f e q u i p m e n ta t t e n d e dt h ee x p e r i m e n t ，s u c ha sb r i t i s h p e n d u l u mt e s t e r 、a s t me 一2 7 4t r a i l e r ( u s ) 、m u m e t e r 、s c r i m 、d ft e s t e r 、 g r i p t e s t e ra n da s t m e 一9 6 5s a n d p a t c h ( u s ) 、v t im o b i l ep r o f i l o m e t e r ( s ) s o o n f 5 ) e v a l u a t et h es k i dr e s i s t a n c eo fr e a lp a v e m e n tb yi f lw i t ht h eg r i p t e s t e r m e a s u r er e s u l t s i nt h es k i dr e s i s t a n c es u r v e yo far o a d t h ef r i c t i o ni sm e a s u r e db y g r i p t e s t e r a n dt h et e x t u r ei sm e a s u r e d b ys a n dp a t c hm e t h o d t h es k i dr e s i s t a n c eo f t h er o a d v i se v a l u a t e db yi f ib yc a l c u l a t i n gw i t ht h ep i a r c m o d e l t h e r ea r es e v e r a lc o n c l u s i o n sf r o mt h es t u d yo f t h ep a p e r a sf o l l o w ： ( 1 ) t h et e c h n o l o g yp e r f o r m a n c e o ft h en e wf r i c t i o nm e a s u r ed e v i c e ， g r i p t e s t e ri s e x c e l l e n t t h et e s t i n gr e s u l ti sn o ta f f e c t e db yo p e r a t o r s a n dt h e s t a b i l i t y i s v e r yg o o d t h eo p e r a t i o n i sa u t o m a t i ca n d g r i p t e s t e re q u i p sa na u t o m a t i cw a t e rd e p o s i t i o ns y s t e m t h em e a s u r e r e s u l tc a nb ed i s p l a y e di m m e d i a t e l ya n dc a nb ee x p o r t e dt om i c r o s o f t e x e lt a b l ew h i c hi sv e r yc o n v e n i e n tf o ra n a l y s i s ( 2 ) i ft h et h i c k n e s so ft h ew a t e rf i l mi sc o n s t a n t ，t h ec o r r e l a t i v i t yb e t w e e n t h eg r i p t e s t e rm e a s u r er e s u l t sa n dt h et e s t i n gs p e e di sg o o da n dt h e g r i p t e s t e rm e a s u r er e s u l t sd e c r e a s e sw i t ht h ei n c r e a s i n go f t h et e s t i n g s p e e d ( 3 ) i ft h et e s t i n gs p e e di sc o n s t a n t ，t h ec o r r e l a t i v i t yb e t w e e nt h eg r i p t e s t e r m e a s u r er e s u l t sa n dt h et h i c k n e s so ft h ew a t e rf i l mi sa l s og o o da n dt h e g r i p t e s t e r m e a s u r er e s u l t sd e c r e a s e sw i t ht h e i n c r e a s i n g o ft h e t h i c k n e s so f t h ew a t e rf i l m ( 4 ) t h ec o r r e l a t i v i t yb e t w e e nt h eg r i p t e s t e rm e a s u r er e s u l t sa n db p n f r o m b r i t i s hp e n d u l u mt e s t e ro rm t df r o ms a n dp a t c hm e t h o dc a nb e f o u n db u tt h ec o r r e l a t i v i t yc o e f f i c i e n ti sn o tg o o d ( 5 ) f r i c t i o ni n d e x i f ic a ne v a l u a t et h es k i dr e s i s t a n c eo f p a v e m e n tw i t h f r i c t i o na n dt e x t u r e t h o s em e a s u r er e s u l t sf r o ma l l e q u i p m e n t sw h i c h a t t e n d e dt h ee x p e r i m e n tc a nb eu n i o n i z e dt ot h es a m es t a n d a r dw h i c hi s c o n v e n i e n tf o rd i f f e r e n te q u i p m e n t sd i f f e r e n tu s e r s ，d i f f e r e n tc o u n t r i e s t oc o m m u n i c a t et h es t u d yo nt h es k i dr e s i s t a n c e k e y w o r d s ：p a v e m e n t ，r u n w a y , s k i dr e s i s t a n c e ，f r i c t i o n ，p a v e m e n tt e x t u r e ， g r i p t e s t e r t e s t i n gs p e e d ，w a t e rf i l m ，i n t e r n a t i o n a lf r i c t i o n i n d e x ( i f i ) 一v i i 第一章绪论 1 1选题的背景及意义 改革开放2 0 多年来，我国公路行业发展十分迅速，公路的数量不断增加， 等级不断提高，车辆行驶速度越来越快，世界的空间距离在不断缩小，交通 越来越方便。然而，另一方面，交通事故发生的频率也成上升趋势。根据交 通事故调查研究表明，大多数交通事故与路面抗滑能力不足有关，特别是当 路面有积水或冰雪时。影响交通事故的因素较多，但路表抗滑性能差是其中 的个重要原因，如果改进路表抗滑性能，在很大程度上可以减轻事故的严 重性【2 】o 同时，道路交通事故费用也是道路建设费用中一个重要的组成部分。减 少交通事故的发生，不但对保护人民的人身安全，保证道路的交通顺畅，而 且对降低道路营运费用及事故赔偿费等都有重要的意义。 另一方面，在民航系统的“支线航空发展战略”的方针指导下，我国各 中小地市纷纷修建中小型机场。飞机起落的安全与机场道面有着极密切的关 系。根据统计表明 3 1 ，民用飞机事故中起飞、开始爬升、最终进场着陆阶段( 约 占每次飞行时间的1 1 7 ) 占了事故总数的6 7 。解决这一问题需要对飞机性 能、驾驶员技术及空中交管能力进行改进，同时也需要改善机场道面的抗滑 性能。 总之，路面及机场道面抗滑性能是否良好对汽车或飞机的行驶安全性、 经济性的影响至关重要。 因此，对路面和机场跑道的抗滑性能的准确检测与评价具有重要的工程 价值和社会效益。 由于路面和机场跑道的抗滑性能受天气( 气候) 、路表状况的诸多因素影 响，因此先进的检测技术与设备就显得尤为重要。但是我国目前的路面抗滑 性能检测技术、设备及评价方法在某些方面还存在不足。开展路面抗滑性能 方面的研究以寻求合适的检测设备和评价方法，已成为当前亟待解决的课题。 竺：! ：! 查兰罂：茎竺耋至圣，。，。，。，。，。，。，。，。窒三：耋，兰耋 1 2 研究概况 在公路发展的初期，人们对路面抗滑性能的研究并不够重视。随着路面 等级的提高，公路行车速度的加快，由于路面抗滑性能不够而导致车辆高速 行驶下发生的交通事故也越来越多，路面抗滑性能开始引起人们的广泛关注。 二十世纪五十年代，道路研究者开始将路面抗滑性能及其检测方法和它与路 面安全行驶的关系列为路面表面特性研究的最重要内容。1 9 5 9 年，在维吉尼 亚( v i r g i n i a ) 的c h a r l o t t e s v i l l e 举行了第一届国际抗滑讨论会。1 9 6 8 年，柏 林技术大学举行了潮湿状态下公路的抗滑性能与交通安全国际研讨会。1 9 7 7 年，在俄亥俄州的哥伦布召开了第二届国际抗滑讨论会，本次会议更深入地 讨论了路面表面特性的各个方面，包括路面构造、噪音、反光等。近年来， 世界各国在路面抗滑性能方面取得了丰富的研究成果，研制出了多种抗滑性 能检测设备卜j 。 我国也开展了路面抗滑性能方面的研究，特别是在“七五”期间确立了 国家攻关项目“高等级公路半刚性基层沥青路面结构设计和抗滑表层”，通 过研究制定了目前的高等级公路的抗滑标准【5 j 。 1 3 目前所面临的问题 我国在道路( 包括公路、城市道路及机场跑道与停机坪等) 建设方面还 停留在把重点放在路面的结构性能阶段，而对路面安全性等不够重视，在路 面抗滑性能方面的研究相对较少。究其原因：方面是由于我国经济水平相 对较低，对公路修建水平及要求相对也较低；另一方面，我国缺乏先进的路 面抗滑性能检测技术与设备，缺乏对路面抗滑性能做出准确评价的技术手段， 不利于开展这方面的研究。在机场跑道建设方面，虽然早已认识到机场道面 抗滑性能的重要性，但是在开展道面抗滑性能研究时仍然存在困难。 目前在路面抗滑性能检测与评价方面有两个问题表现突出： ( 1 ) 摩擦系数测试设备性能的可靠性问题 目前用于路面及机场道面摩擦系数检测的设备数量多，类型也各不一样。 有定点式测试设备，如摆式仪；有连续式测试设备，如s c r i m 、s a a b 等。 但是，其中有些设备的测试结果受测试条件、环境以及操作过程等因素 郑州大学硕士学位论文第一章堕论 素影响而表现出较差的稳定性6 1 ，并且有些设备的测试结果不能真实地反映路 面实际抗滑性能。这就是测试设备本身的可靠性问题。 ( 2 ) 路面抗滑性能评价标准不统一 利用各类路面抗滑性能检测设备对路面进行测试，其目的在于根据测试 结果对路面的抗滑性能进行评价。 但是，路面抗滑性能评价标准的不统一给这项工作带来了诸多不便，主 要表现为：一方面，利用不同的抗滑性能检测设备对同一路段的路面进行测 试会得到不同的结果，也就是说不同的检测设备有不同的抗滑标准；另一方 面，世界上各个国家根据自己国家的具体实际也制定了自己的标准，也就是 说不同的国家有不同的抗滑标准。由于这两方面的原因，各国道路研究者在 进行相互交流时就存在着很大的困难，并且这对开展路面抗滑性能的研究也 造成了许多阻碍。 1 4 本文的工作 针对路面抗滑性能研究课题的具体情况，本文进行了以下几个方面的工 作： ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) 深入分析了轮胎与路面之间摩擦产生的机理及其影响因素； 对当前的道面抗滑性能检测设备进行深入的分析，重点分析了几种常 用设备的性能特性； 通过试验全面研究了路面及机场道面摩擦系数仪g r i p t e s t e r 的技术性 能和特点，重点研究了该设备测试结果的稳定性，与测试速度、水膜 厚度、路面构造的关系，并与摆式仪的摆值进行对比； 在路面抗滑性能评价方面引入国际摩阻指数i f i ，探讨i f i 作为路面抗 滑性能评价指标的使用方法、可行性、适用性及还需解决的问题； 利用g r i p t e s t e r 的测试结果，按照i f i 方法对实际路面的抗滑性能进行 评价。 郑州大学硕士学位论文 第二章路面抗滑性能形成机理与影响因素 第二章路面抗滑性能形成机理与影响因素 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。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，深入分析轮胎与路面之间摩擦的产生 机理及其影响因素