抗滑性能检测系统及应用技术研究2019

抗滑性能能检测系系统及应应用技技术研究究郑州大大学学重大基础础设施检检测修复复技术国国家地方方联合工工程实验验室方宏远一、抗滑滑性能测测试的重重要性二、规范范要求测测试频率率及测试试方法三、抗滑性能能测试设设备类型型及特点点四、试验验研究五、工程程实例六、展望望每年在全全世界范范围内由由于道面面抗滑性性能差而而导致的的事故时时有发生生这些事故故造成了了大量的的财产损损失路面和机机场道面面的抗滑滑性能对对汽车和和飞机的的行驶安安全性、、经济性性的影响响至关重重要准确检测测与评价价路面和和机场道道面的抗抗滑性能能具有重重要的工工程意义义一、抗滑性能能测试的的重要性性弯沉（土土方路基基、沥青青面层））抗压强度度（底基基层、基基层）抗拉强度度（水泥泥混凝土土面层））压实度（（路基、、底基层层、基层层、沥青青面层））厚度（底基层层、基层、面面层）沥青含量（沥沥青面层）平整度（路基基、底基层、、基层、面层层）横披（路基、、底基层、基基层、面层））纵断高程（路路基、底基层层、基层、面面层）摩擦系数（沥沥青面层）构造深度（沥沥青面层、水水泥混凝土面面层）路表病害（高高速公路养护护）公路工程质量量检查项目二、规范要求求测试频率及及方法水泥混凝土路路面铺砂法：每200m测1处沥青混凝土路路面摆式仪和铺砂砂法：每200m测1处横向力系数测测定车：全线线连续测试抗滑性能各指指标含义抗滑摆值(BPN)用标准的手提提式摆式摩擦擦系数测定仪仪测定的路面面在潮湿条件件下对摆的摩摩擦阻力路表构造深度度(TD)一定面积的路路表面凹凸不不平的开口孔孔隙的平均深深度路面横向摩擦擦系数(SFC)用标准的摩擦擦系数测定车车测定,当测试轮与行行车方向成一一定角度且以以一定速度行行驶时,轮胎与潮湿路路面之间的摩摩擦阻力与试试验轮上荷载载的比值沥青路面抗滑滑标准横向力系数SFC摆值

FB(BPN)构造深度TD(mm)≧54≧45≧0.55注：上述值是是针对高速,一级公路的竣竣工验收值的的!水泥混凝土路路面抗滑标准准用构造深度表表示高速公路、一一级公路TD为0.8mm其它公路TD为0.6mm三、抗滑性能能测试设备类类型类型1:非非连续式式摩擦系数仪仪摆式摩擦系数数仪（英国、、国产）类型2:连连续性摩摩擦系数测试试仪(CFME)Scrim、、MuMeter（英国）Skiddometer、SFT（（瑞典）GripTester（（英国）Dynatest/KJL（美国）连续性摩擦系系数测试仪(CFME)分类斜轮型Scrim（（英国）、MuMeter（英国）锁定轮型SkidResistanceTester（美国）制动轮型固定滑移率型型GripTester（（英国）、SFT（瑞典）、Dynatest/KJL（美国）可变滑移率型型Nosermeter（挪威）非连续式摩擦擦系数仪摆式摩擦系数数仪逐点测试，代表性性差测试速度慢、、效率低洒水量人工难难以控制，可可重复性差安全性差，难难满足现代路路面管理的需需要非连续式摩擦擦系数仪特点连续性摩擦系系数测试仪(CFME)MuMeter（机场道面测测试，偏转角角：7.50）SCRIM（偏转角：200）Dynatest/KJLGripTester连续性摩擦系系数测试仪(CFME)特点采用一个或多多个测试轮连续、快速测测试路表摩擦擦特性控制洒水量对交通干扰小小满足现代路面面管理的需要要1、拖车式或整体式?拖车式将测试试系统与牵引引车分离，使使用灵活、造造价低、对牵牵引车的依赖赖性低整体式将测试试系统与牵引引车集成在一一起，使用方方便、造价高高伦敦的希思罗罗机场选择切切诺基作为GripTester的牵引车美国空军将货货车改装为牵牵引车美国宇航局用用货车装载水水箱并作为牵牵引车2、制动轮或斜轮?制动轮比斜轮轮能更直接地地反映滚动摩摩擦特性斜轮可同时反反映纵向和横横向的摩擦性性能3、实时测试垂直直力或假定垂直力力为常数?摩擦系数=水平力/垂直力假定垂直力为为常数则可能能引起读数不不精确连续实时测试试垂直力，可保证读数数的精度和可可靠性4、直接测试水平平力还是通过测试试扭矩来计算算水平力?摩擦系数=水平力/垂直力多数设备通过过测试扭矩来来计算水平力力。但当路表表上覆有松软软的污物时，，通过测试扭扭矩来计算水水平力，结果果将受影响。。测试轴上安装装应变仪直接接测试水平力，可使使结果更加准准确和可靠。。行车方向当测试轮前方方路面有松软软污物时，扭扭矩和水平力力测试的结果果将明显不同同5、滑移率大小选择?自由滚动轮=0%滑滑移率锁定轮=100%滑动率滑移速度=测试速度度x滑移率滑动率为15%时，将获得较佳佳摩擦性能滑移率与摩擦擦系数的关系系曲线6、光滑轮或花纹轮?光滑轮满足ASTME1844-96的规定，符合合世界民航组织织（ICAO）和美国联邦邦航空局（FAA）对自湿表面面摩擦测试系系统的规定;当测速≥60Km时，花纹轮只只对粗构造路路面具有敏感感性，而光滑滑轮对粗构造造和细构造路路面都具有敏敏感性;随着测试的增增加和路面的的磨损，花纹纹轮的状态会会发生改变，，与路面接触触状态也会发发生改变。同同一路段用不不同状态的花花纹轮进行测测试，会得到到不同的测试试结果。PIARC的对比协调试试验表明，光光滑轮的相关关系数高于花花纹轮，数据据稳定性也更更高；如果使用带花花纹的测试轮轮，就有可能能识别不出路路表纹理深度度，对摩擦性性能较差的路路面也有可能能得到较好的的读数。四、试验研究究重复性实验测试结果与速速度的关系测试结果与水水膜厚度的关关系与摆式摩擦系系数仪(BPN)的对比与SCRIM的对比GripTester摩擦系数检测测系统GripTester由英国FindlayIrvine有限公司研制制生生产。至今，全球已已有约300台GripTester。GripTester被世界公路协协会（PIARC）列为测试IFI的标准设备之之一，同时也也被国际民航航组织（InternationalCivilAviationOrganization简称ICAO）和美国联邦邦航空局（FederalAviationAdministration简称FAA）列为标准检检测设备之一一。GripTester主要技术指标标尺寸：长长：1010mm宽：790mm高：510mm重量：85kg滑移率：15%测试速度：5km/h——130km/h测试轮胎：：满足ASTM¹标准E1844-96规定洒水系统：根根据水水膜厚度和车车速要求自自动动控制洒水量量测试轮寿命：：>1000km系统寿命：>20年GripTester主要特点拖车式制动轮实时测试垂直直力直接测试水平平力固定滑移率：：15%光滑测试轮计算机采集处处理数据标定和维护简便GripTester的重复性实验验混凝土路面的的重复性实验验GripTester的重复性实验验沥青路面的重重复性实验重复性试验分分析及结论：：从各重复性试试验结果曲线线图中可以看看出，重复测测试数据曲线线与平均值曲曲线基本吻合合。总体上，无论论是在水泥混混凝土路面，，还是在沥青青路面上，GripTester重复测试的结结果具有良好的重复性性，表明GripTester的测试结果具具有较高的稳定性性。测试结果和速速度的相关关关系测试结果与测测试速度存在在良好的相关关性，随着测测试速度的增增大，测试结结果变小测试结果与水水膜厚度的相相关关系测试结果水膜膜厚度存在良良好的相关性性，随着水膜膜厚度的增大大，测试结果果变小与摆式摩擦系系数仪(BPN)的对比1993年英英国TRL实施了GripTester与BPN的相关性研究究，得出二者者的相关关系系为：GripNumber=0.012×BPN－0.08相关系数：0.893与SCRIM的对比1993年TRL，采用四台SCRIM和四台GripTester，，在12个试验验段上进行了了二者的对比比试验，得到了SCRIM和GripTester的相关关系：：SCRIM=0.786×GripNumber－0.049相关系数：0.977小结：GripTester具有良好的重重复性测试结果与速速度具有良好好的相关性测试结果与水水膜厚度具有有良好的相关关性GripTester与BPN和SCRIM之间具有良好好的相关性五、工程实例例某高速公路摩摩擦系数实时时显示图某高速公路GripTester测试摩擦系数数分布图某机场