CN103364340A

CN103364340A - 一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法

Info

Publication number: CN103364340A
Application number: CN2013103164634A
Authority: CN
Inventors: 杨若冲; 马辉; 钱吮智
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明公开了一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，制作车辙板试件并涂覆除冰雪表面涂层剂，先进行加速加载磨耗实验，模拟实际道路的磨损情况；然后在车辙板试件上表面冻一层冰，最后将上表面冻有一层冰的试件放在万能试验机上进行剪切试验，记录冰层与试件接触面之间的剪切力。最终通过剪切力的大小评价除冰雪表面涂层剂的耐久性。剪切力越大则表明试件与冰层的粘结力越大，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越差，反之，剪切力越小则表面试件与冰层的粘结力越小，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越好。本发明方法操作简单，且不受外界条件限制，省时省力。

Description

一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法

技术领域

本发明涉及交通工程技术领域，特别是关于检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法。

背景技术

沥青路面抗滑性能是保证车辆安全行驶的关键因素之一。但近年来世界范围内极端气候出现的概率大为增大，我国冬季路面积雪结冰现象较为常见，气温冷暖交替，路表的降雪在行车荷载作用下逐渐融化，在负温作用下极易形成薄冰，导致路面抗滑性能急剧下降。有资料显示，干燥沥青路面的附着系数约为0.6，而积雪路面的附着系数为0.2，结冰道路的附着系数为0.15。因此，在冰雪路面上汽车容易打滑、跑偏，制动距离显著延长，严重影响了车辆的操作稳定性和安全性，交通事故发生率较高。

对处理路面积雪结冰的问题，多年来，各国道路交通部门做了大量的研究工作，探索出许多清除道路积雪结冰的方法。这些方法可分为路面外部除冰雪技术和路面内部除冰雪技术两大类。其中路面外部除冰雪技术可以通过在道路表面涂覆一层憎水性的涂层材料，当冬季道路表面结冰时能够降低冰层与路面之间的粘结作用，从而使冰层在车轮碾压下能自动从路面脱落或者采用机械或人工除冰雪方法能够很方便高效的除去道路上的结冰。但是如何评价该涂层材料在道路上的使用耐久性问题一直困扰着研究工作者。目前评价表面涂层材料耐久性的方法是铺筑实验路的方法，这种方法虽然能很好的评价其耐久性问题，但是它受到很多条件诸如天气、原材料等的限制，而且需要消耗大量的时间人力物力等。

加速加载磨耗仪主要包括下方的转盘和上方的磨轮，可用来测定材料的磨耗阻力。其磨耗程序是：将待测材料放在试验平台上，上方的磨轮以一定重量压在待测材料上使其受磨耗。实验平台运动，继而待测材料运动，磨轮随待测材料的运动而转动，产生相对运动和磨耗。

万能试验机，即UTM，是集拉伸、弯曲、压缩、剪切等功能于一体的材料试验机，主要用于金属、非金属材料力学性能试验，是工矿企业、科研单位、大专院校、工程质量监督站等部门的理想检测设备。控制、测量、操作一体化结构，融当代先进技术于一体，具有精度高、调速范围宽、结构紧凑、操作方便、性能稳定等优点。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，解决现有技术通过铺筑实验路的方法耗时耗力且天气、原材料等条件受限等技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，包括以下步骤：

步骤（1）试件制备：制备沥青混合料的车辙板试件，然后在其上表面涂覆一定量的除冰雪表面涂层剂；

步骤（2）加速加载磨耗实验：将步骤（1）得到的涂有除冰雪表面涂层剂的车辙板试件的上表面在加速加载磨耗仪上进行磨耗，调节摩擦力加载机构上的配重砝码改变摩擦力；

步骤（3）剪切实验：在步骤（2）磨耗完成的车辙板试件上钻取剪切实验所需的试件；然后将试件侧面用海绵胶围住，并在试件上表面冻结一层冰；最后将上表面冻有一层冰的试件放在万能试验机上对车辙板试件与冰层的接触面进行剪切试验，记录冰层与车辙板试件的上表面之间的剪切力；将剪切力的大小作为判断除冰雪表面涂层剂耐久性的判断标准，剪切力越大则除冰雪表面涂层剂耐久性越差，反之则除冰雪表面涂层剂耐久性越好。

优选的，在本发明中，在步骤（1）中所述车辙板试件的尺寸为长*宽*高等于300mm*300mm*50mm。

优选的，在本发明中，涂覆除冰雪表面涂层剂时平均分三次涂覆，每次间隔15分钟，共在车辙板试件表面涂覆0.75kg/m²的除冰雪表面涂层剂。可使试件表面的涂层材料更加均匀，模拟实际道路的涂覆量。

优选的，在本发明中，在步骤（3）中所述剪切实验所需的试件的尺寸为直径100mm，高50mm。便于在万能试验机上操作。

有益效果：本发明的一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，结合了加速加载磨耗实验和剪切实验，通过将制备的车辙板试件先在加速加载磨耗仪上进行磨耗，该过程模拟实际道路的不同情况下汽车车轮对道路表面的磨耗作用；然后将磨耗完的车辙板试件钻取剪切实验所需的试件，并在其上表面冻结一层冰，在万能试验机上进行剪切实验，剪切实验沿着试件与冰层的接触面进行，最终通过剪切力的大小评价除冰雪表面涂层剂的耐久性。剪切力越大则表明试件与冰层的粘结力越大，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越差，反之，剪切力越小则表面试件与冰层的粘结力越小，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越好，当剪切力大小低于3.5KN时表明除冰雪剂仍然具有效果。本发明方法操作简单，且不受外界条件限制，省时省力。

附图说明

图1为本发明中加速加载磨耗实验的原理示意图。

具体实施方式

步骤（1）试件制备：制备SMA-13即沥青玛蹄脂碎石混合料的车辙板试件1，尺寸为长*宽*高等于300mm*300mm*50mm，然后在其上表面涂覆一定量的除冰雪表面涂层剂，平均分三次涂覆，每次间隔15分钟，共在车辙板试件上表面涂覆0.75kg/m²的除冰雪表面涂层剂；

步骤（2）加速加载磨耗实验：将步骤（1）得到的涂有除冰雪表面涂层剂的车辙板试件的上表面在加速加载磨耗仪上进行磨耗。将车辙板试件1置于试验平台2上，车辙板试件1的上表面压有轮胎3，轮胎3上方接触有摩擦片4，摩擦片4连接至摩擦力加载机构5，通过驱动机构6驱动试验平台2运动，使车辙板试件1与轮胎3之间形成相对运动。磨耗实验时可以调节摩擦力加载机构5上的配重砝码改变摩擦力，调节不同的摩擦力对应实际道路上不同情况下汽车车轮对道路表面的磨耗作用。本实施例中采用0.11Mpa的摩擦力，模拟路面上经受汽车主动轮磨耗的情况；

步骤（3）剪切实验：在步骤（2）磨耗完成的车辙板试件1上用钻芯取样机钻取剪切实验所需的试件，尺寸为直径100mm，高50mm；然后将试件的侧面用海绵胶围住，并在试件表面冻结一层冰，其中海绵胶可防止试件的侧面也冻冰；最后将表面冻有一层冰的试件放在万能试验机上并沿着车辙板试件1与冰层的接触面进行剪切试验，记录冰层与车辙板试件1的上表面之间的剪切力。

用冰层与车辙板试件1上表面之间的剪切力的大小评价除冰雪表面涂层剂的耐久性。剪切力越大则表明车辙板试件1与冰层的粘结力越大，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越差，反之，剪切力越小则表面试件与冰层的粘结力越小，即除冰雪表面涂层剂的耐久性越好。一般的，当剪切力大小低于3.5KN时表明除冰雪表面涂层剂仍然具有效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）试件制备：制备沥青混合料的车辙板试件（1），然后在其上表面涂覆一定量的除冰雪表面涂层剂；

步骤（2）加速加载磨耗实验：将步骤（1）得到的涂有除冰雪表面涂层剂的车辙板试件（1）的上表面在加速加载磨耗仪上进行磨耗，调节摩擦力加载机构（5）上的配重砝码改变摩擦力；

步骤（3）剪切实验：在步骤（2）磨耗完成的车辙板试件上钻取剪切实验所需的试件；然后将试件侧面用海绵胶围住，并在试件上表面冻结一层冰；最后将上表面冻有一层冰的试件放在万能试验机上对车辙板试件（1）与冰层的接触面进行剪切试验，记录冰层与车辙板试件（1）的上表面之间的剪切力；将剪切力的大小作为判断除冰雪表面涂层剂耐久性的判断标准，剪切力越大则除冰雪表面涂层剂耐久性越差，反之则除冰雪表面涂层剂耐久性越好。

2.根据权利要求1所述的一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，其特征在于：所述车辙板试件的尺寸为长*宽*高等于300mm*300mm*50mm。

3.根据权利要求1所述的一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，其特征在于：在步骤（1）中涂覆除冰雪表面涂层剂时平均分三次涂覆，每次间隔15分钟，共在车辙板试件上表面涂覆0.75kg/m²的除冰雪表面涂层剂。

4.根据权利要求1所述的一种室内检验道路除冰雪表面涂层剂耐久性的方法，其特征在于：所述剪切实验所需的试件的尺寸为直径100mm，高50mm。