道路摩擦性能速度修正试验研究

道路摩擦性能 速度修正试验研究

杨莉

重庆枳路建筑工程质量检测有限公司 重庆市涪陵区 408000

摘要：路面的摩擦性能与多种因素相关，本文主要分析车辆行驶速度与路面摩擦性能的相关关系，通过合理简化得出两者的相关公式，相关结果及修正量与技术标准比较基本一致。

关键词：摩擦性能、速度、修正

引言：近些年来随着我国高速公路的大量建成和投入使用, 工程施工质量检验和运营养护评 价的检测需求急剧增加, SCRIM 系统是高速公路路面抗滑能力检测的首选设备, 其对提高我国高速公路的行车安全水平起到了极大的促进作用。但是, SCRIM 设备在我国多年使用过程中仍然存 在一些需要解决的问题。检测设备在实际测试过程中会受到很多内外部因素的影响, 而为了保证测试结果的客观和统一, 就必须研究确定各种因素对测试结果影响范围或影响程度, 并进行准确的定量修正。

一、路面横向力系数 ( SFC ) 速度试验及研究　

1.试验方案设计

1. 选择SFC值水平和表面类型不同的路段进行试验,每个路段的SFC值应尽量分布均匀 ;

2. 每个路段都进行多种测试速度的试验 ;

3. 不同路段及不同速度测试时, 应保证其它外部条件相同 .

2.现场试验及结果分析

根据以上要求进行了如下现场试验，使用SCRIM测试系统，在8条不同SFC 水平及不同路面类型的试验路段，试验温度为控制在15～25 ℃范围内, 可不考虑温度影响，试验速度分别为40、50、60、70、80km/h ;测试过程为每个路段每种速度按同一方向连续重复测试5次。各路段测试数据统计结果见表 1 。

表 1

注 :表 1 中 TD 为路面平均构造深度。

各路段测试数据的线性回归结果见图 1 和表 2

图一 测试速度SFC相关关系图

表2

由以上分析可知，SFC 与测试速度具有较高的相关关系,另外,目前国内绝大 部分路面构造深度不超过2mm, 本次试验各路段构造深度选择范围 ( 0.3 ～2.0mm) 基本可覆盖一般路面类型的状况.从原理上讲路面构造深度对不同测试速度下的摩擦系数变化有影响, 但从本次多水平试验结果观察,在目前的构造深度分布区间对SFC 与速 度的关系影响不甚明显。因此出于工程检测实用角度考虑, 当进行SFC值速度修正时可暂忽略构造深度的影响 。

二、速度换算公式的确定

1.速度换算公式

根据上述基本观察结论, 我们进行了如下推导。假定某一SFC值水平下标准测试速度和实际测试速度时的线形关系公式分别如下:

SFC_标 =A·V_标 +B (1)

SFC_测 =A·V_测 +B (2）

式中, SFC_标、SFC_测 为标准速度和某实际速度下测得的SFC值,V_标、 V_测 为标准测试速度和实际测试速度,A、B为回归系数。

令上述两公式相减并整理可得 :
SFC_标 =A ( V_标 -V_测 ) +SFC_测 . (3）

2.系数 A 的确定

从公式( 3)可看出在进行SFC值的速度换算时与系数A有关, 而与系数 B 无关, 进一步说也就是与SFC水平大小无关 。

上述各组试验线性回归系数A最大和最小值之差为0.11, 若以最高和最低速度之差40km /h考虑, 该试验回归系数 A 对SFC 值的影响也仅约4个单位 。

但在现场测试过程中当选定某一适合的标准测试速度后, 一般实际测试速度与标准速度不会有如此大的偏差。因此我们认为取系数A为常数, 可简化公式, 便于实际工程应用。同时, 8组试验中系数A的平均值为-0.215,当去掉系数A最大和最小值后其余组的平均值依然是-0.215, 我们取A =-0.22 。

将系数A 代入公式( 3)得到SFC的标准速度修正公式为；

SFC_标 =SFC_测 -0.22( V_标 -V_测 ) （4)

因此,可认为公式(4)普遍适用于各种沥青混凝土路面的速度修正。

目前 SCRIM 系统的数据记录和数据处理全部计算机化, 数据量巨大,因此利用准确的公式编制专用计算软件修正SFC值已是非常科学实用的方法。本试验研究课题得到了比较理想的结果。

参考文献

[1]British Standards Institution.Methods for Mearuring the Skid Resistance of Pavement Surfaces-Part1 :Side-way Force Coefficient Routine Investigation Machine [ S] .British Standard, BS7941 -1999.