CN106092875A - 模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及试验方法。其包括分为主要设备区和辅助设备区的雨箱；主要设备区被汇雨底板分隔为上部分和下部分，下部分为汇水箱；上部分的右部分在顶部设有带喷头的布水管；上部分的右部分在底部设有两个卡条，两卡条中间放置试模；试模的上表面设有动态旋转式摩擦系数测试仪；左部分在底部设有储水桶，该储水桶底部通过进水管连接到汇水箱内的水泵；储水桶在顶部设有水泵,该水泵通过输水管道连接到布水管；输水管道往上还依次设置有三通、流量计和电磁阀；三通连接带调节阀的连接到储水桶的回水管；辅助设备区设有控制箱。本发明结构简单，操作简便。

Description

模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及其测试方法

技术领域

本发明属于沥青路面性能测试技术领域，具体来说，涉及到一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及其测试方法。

背景技术

随着经济的发展，公路等级不断提高，交通量增大，车速加快，沥青路面的抗滑问题日益突出，尤其在雨天，沥青路面抗滑性能大大降低，易使车辆打滑失控，造成人员伤亡、财产损失等重大事故。为了验证沥青路面抗滑性能是否能够满足使用要求，我们采用动态旋转式摩擦系数测试仪测定路面摩擦系数。但是在测试过程中，只能够测试非雨天条件下的沥青路面摩擦系数，不能够反映雨天条件下不同降雨强度、表面径流系数的沥青路面摩擦系数。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、操作简便以及使用效果好的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及其测试方法。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述试验仪包括分为主要设备区和辅助设备区的雨箱1，主要设备区设在雨箱1的左方；主要设备区被汇雨底板15分隔为上部分和下部分，下部分为汇水箱17，上部分又分为左部分和右部分；右部分在顶部设有带喷头3的布水管2；右部分在底部设有两个卡条13，该两个卡条13中间放置试模19；试模19的上表面设有动态旋转式摩擦系数测试仪12；左部分在底部设有储水桶10，该储水桶10底部通过进水管14连接到汇水箱17内的水泵A16；储水桶10在顶部设有水泵B11,该水泵B11通过输水管道连接到布水管2；输水管道往上还依次设置有三通9、流量计4和电磁阀5；三通9的仅剩的一个出口连接带调节阀7的回水管8，该回水管8连接到储水桶10；辅助设备区设有控制箱24。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述汇雨底板15右侧设置有两个卡条13和若干“一”字镂空区；所述卡条13呈长方体。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述试模19包括围在底板30四侧的左侧侧模28、右侧侧模29、前方侧模26、后方侧模27、左侧挡板20、右侧挡板21，以及四个固定扣；所述左侧侧模28和右侧侧模29的长度方向与荷载轮行走方向平行；所述前方侧模26和后方侧模27的长度方向与荷载轮行走方向垂直；所述左侧侧模28的上表面边缘处设置有左侧凹槽22；所述右侧侧模29的上表面边缘处设置有右侧凹槽23；所述左侧挡板20可以承插在左侧凹槽22内；所述右侧挡板21可以承插在右侧凹槽23内，用于调节摩擦系数测试试件表面的径流系数；所述底板30下表面的四个顶点处，对称的设置有四个固定扣，用于试模与试件承台的固定。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述试模19在底板30处对应的空间长60cm、宽60cm、高5cm，即能够制成型长60cm、宽60cm、高5cm的沥青混合料试件。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述控制箱24在面板上设置有显示屏33和输入键盘34，在内部设置有电子线路板连接的控制器25。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述电磁阀5、调节阀7、水泵B11和水泵A16均与控制器25相接。

当进行模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数试验时，储水桶10中的水通过水泵B11的作用沿着出水管6流入布水管2中，并通过喷头3模拟形成雨滴滴落在沥青混合料试件表面，雨水从试件表面滑落至汇雨底板15表面，并沿着汇雨底板15流入汇水箱17，汇水箱17中的水通过水泵A16和进水管14流入储水桶10，补给储水桶10中的水；三通9和调节阀7、流量计4和电磁阀5的协同作用可以调节降雨强度；通过是否在试模两侧设置左侧挡板20和右侧挡板21可以调节径流系数。在降雨条件下，将动态旋转式摩擦系数测试仪12置于试模19和试模19内的沥青混合料试件表面，可以开展模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪的试验方法，所述试验方法具体步骤为：

1)在已经成型好试件的试模19两侧，根据径流系数选择适合高度的左侧挡板20和右侧挡板21，将左侧挡板20插入试模19的左侧凹槽22内，将右侧挡板21插入试模19的右侧凹槽23内；

2)在储水桶10中加入2/3容积的水，在汇水箱17中加入2/3容积的水，打开流量计4、调节阀7、电磁阀5、水泵A16、水泵B11，调节降雨强度，然后关闭降雨装置；

3)将动态旋转式摩擦系数测试仪12中的测试盘上固定橡胶测试块的螺丝拧紧,如果橡胶测试块厚度小于3mm，应及时更换；

4)将控制器上的电源线与车辆电源正确连接，开通控制器和X-Y记录仪电源，经检查应工作正常，检查记录笔是否可以使用，如笔尖过粗，应及时更换；

5)将试件连同试模19固定在两个卡条13的中间，在试件表面选择一个测试点，尽量避免突粒，将动态旋转式摩擦系数测试仪放到测试点上；

6)将记录纸按照要求平铺在X-Y记录仪上，将控制器上的电源线与电源正确连接；

7)按顺序开通控制器电源开关及X-Y记录仪电源开关，启动记录笔，通过X、Y坐标调节器将记录笔调整至记录纸圆点坐标；

8)开通控制器测试电源开关，下压测试仪电磁铁的开关，此时测试盘提升旋转；检查X-Y记录仪，通过X、Y坐标调节器调节记录笔沿坐标轴行走；

9)检查控制器的时速表：开通降雨装置，待降雨强度稳定并降雨一段时间后，试件表面的径流系数达到预设值，并且时速表达到90km/h后，关闭测试电源开关和降雨装置，测试盘降落到试件上进行测试，记录笔在记录纸上开始记录；

10)动态旋转式摩擦系数测试仪12的测试盘停止转动，记录笔在记录纸上记录直至回到圆点；

11)测试结束后，按照前述方法在同一测试点测试3次，同一测试点测试的3次结果的差值应小于0.1个单位；每一处取3次测试结果的平均值作为试验结果，准确至0.01个单位。

与现有技术相比，本发明所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及试验方法具有以下优点：

1)所采用的模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试仪结构简单、设计合理且安装及使用操作简便，投入成本较低，安装紧凑，占用空间较小；

2)所采用的模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试仪参数调整简便，能对降雨强度、径流系数、降雨历时等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制雨强度、径流系数、降雨历时，使得降雨条件下的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试过程易于控制；

3)所采用的试模与行走方向平行的两侧设置的左侧凹槽和右侧凹槽，可以根据需要确定是否需要固定左侧挡板和右侧挡板，进而可以用于控制沥青混合料试件表面的径流系数，用于模拟实际路面表面的径流系数情况；

4)所采用的试模能够通过在底板下表面的四个顶点处，对称的设置四个固定扣的方法，避免试验时试模的水平滑动，提高沥青路面动态旋转式摩擦系数测定试验的试验精度。

5)使用效果好且实用价值高，外形美观，极大程度上方便了模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试，并且试验过程易于控制，具有试验操作方便、控制精确等优点，能有效保证模拟降雨的动态旋转式摩擦系数测试结果的准确性。

附图说明

图1：本发明所述试验仪示意图；图2：汇雨底板示意图图；图3：试模结构图；图4：左侧挡板图；图5：右侧挡板图。1-雨箱、2-布水管、3-喷头、4-流量计、5-电磁阀、6-出水管、7-调节阀、8-回水管、9-三通、10-储水桶、11-水泵B、12-动态旋转式摩擦系数测试仪、13-卡条、14-进水管、15-汇雨底板、16-水泵A、17-汇水箱、19-试模、20-左侧挡板、21-右侧挡板、22-左侧凹槽、23-右侧凹槽、24-控制箱、25-控制器、26-前方侧模、27-后方侧模、28-左侧侧模、29-右侧侧模、30-底板、显示屏-33、输入键盘-34。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪及试验方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，所述试验仪包括分为主要设备区和辅助设备区的雨箱1，主要设备区设在雨箱1的左方；主要设备区被汇雨底板15分隔为上部分和下部分，下部分为汇水箱17，上部分又分为左部分和右部分；右部分在顶部设有带喷头3的布水管2；右部分在底部设有两个卡条13，该两个卡条13中间放置试模19；试模19的上表面设有动态旋转式摩擦系数测试仪12；左部分在底部设有储水桶10，该储水桶10底部通过进水管14连接到汇水箱17内的水泵A16；储水桶10在顶部设有水泵B11,该水泵B11通过输水管道连接到布水管2；输水管道往上还依次设置有三通9、流量计4和电磁阀5；三通9的仅剩的一个出口连接带调节阀7的回水管8，该回水管8连接到储水桶10；辅助设备区设有控制箱24。

所述汇雨底板15右侧设置有两个卡条13和若干“一”字镂空区；所述卡条13呈长方体。所述试模19包括围在底板30四侧的左侧侧模28、右侧侧模29、前方侧模26、后方侧模27、左侧挡板20、右侧挡板21，以及四个固定扣；所述左侧侧模28和右侧侧模29的长度方向与荷载轮行走方向平行；所述前方侧模26和后方侧模27的长度方向与荷载轮行走方向垂直；所述左侧侧模28的上表面边缘处设置有左侧凹槽22；所述右侧侧模29的上表面边缘处设置有右侧凹槽23；所述左侧挡板20可以承插在左侧凹槽22内；所述右侧挡板21可以承插在右侧凹槽23内，用于调节摩擦系数测试试件表面的径流系数；所述底板30下表面的四个顶点处，对称的设置有四个固定扣，用于试模与试件承台的固定。所述试模19在底板30处对应的空间长60cm、宽60cm、高5cm，即能够制成型长60cm、宽60cm、高5cm的沥青混合料试件。所述控制箱24在面板上设置有显示屏33和输入键盘34，在内部设置有电子线路板连接的控制器25。所述电磁阀5、调节阀7、水泵B11和水泵A16均与控制器25相接。所述辅助设备区内设有温度传感器和加热装置；所述连接轴上设有位移传感器。

当进行模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数试验时，储水桶10中的水通过水泵B11的作用沿着出水管6流入布水管2中，并通过喷头3模拟形成雨滴滴落在沥青混合料试件表面，雨水从试件表面滑落至汇雨底板15表面，并沿着汇雨底板15流入汇水箱17，汇水箱17中的水通过水泵A16和进水管14流入储水桶10，补给储水桶10中的水；三通9和调节阀7、流量计4和电磁阀5的协同作用可以调节降雨强度；通过是否在试模两侧设置左侧挡板20和右侧挡板21可以调节径流系数。在降雨条件下，将动态旋转式摩擦系数测试仪12置于试模19和试模19内的沥青混合料试件表面，可以开展模拟降雨的沥青路面动态旋转式摩擦系数测试。

本发明所述的一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪的试验方法，所述试验方法具体步骤为：

1)在已经成型好试件的试模19两侧，根据径流系数选择适合高度的左侧挡板20和右侧挡板21，将左侧挡板20插入试模19的左侧凹槽22内，将右侧挡板21插入试模19的右侧凹槽23内；

2)在储水桶10中加入2/3容积的水，在汇水箱17中加入2/3容积的水，打开流量计4、调节阀7、电磁阀5、水泵A16、水泵B11，调节降雨强度，然后关闭降雨装置；

3)将动态旋转式摩擦系数测试仪12中的测试盘上固定橡胶测试块的螺丝拧紧,如果橡胶测试块厚度小于3mm，应及时更换；

4)将控制器上的电源线与车辆电源正确连接，开通控制器和X-Y记录仪电源，经检查应工作正常，检查记录笔是否可以使用，如笔尖过粗，应及时更换；

5)将试件连同试模19固定在两个卡条13的中间，在试件表面选择一个测试点，尽量避免突粒，将动态旋转式摩擦系数测试仪放到测试点上；

6)将记录纸按照要求平铺在X-Y记录仪上，将控制器上的电源线与电源正确连接；

7)按顺序开通控制器电源开关及X-Y记录仪电源开关，启动记录笔，通过X、Y坐标调节器将记录笔调整至记录纸圆点坐标；

8)开通控制器测试电源开关，下压测试仪电磁铁的开关，此时测试盘提升旋转。检查X-Y记录仪，通过X、Y坐标调节器调节记录笔沿坐标轴行走；

9)检查控制器的时速表：开通降雨装置，待降雨强度稳定并降雨一段时间后，试件表面的径流系数达到预设值，并且时速表达到90km/h后，关闭测试电源开关和降雨装置，测试盘降落到试件上进行测试，记录笔在记录纸上开始记录；

10)动态旋转式摩擦系数测试仪12的测试盘停止转动，记录笔在记录纸上记录直至回到圆点；

11)测试结束后，按照前述方法在同一测试点测试3次，同一测试点测试的3次结果的差值应小于0.1个单位；每一处取3次测试结果的平均值作为试验结果，准确至0.01个单位。

Claims (7)

1.一种模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述试验仪包括分为主要设备区和辅助设备区的雨箱(1)，主要设备区设在雨箱(1)的左方；主要设备区被汇雨底板(15)分隔为上部分和下部分，下部分为汇水箱(17)，上部分又分为左部分和右部分；右部分在顶部设有带喷头(3)的布水管(2)；右部分在底部设有两个卡条(13)，该两个卡条(13)中间放置试模(19)；试模(19)的上表面设有动态旋转式摩擦系数测试仪(12)；左部分在底部设有储水桶(10)，该储水桶(10)底部通过进水管(14)连接到汇水箱(17)内的水泵A(16)；储水桶(10)在顶部设有水泵B(11),该水泵B(11)通过输水管道连接到布水管(2)；输水管道往上还依次设置有三通(9)、流量计(4)和电磁阀(5)；三通(9)的仅剩的一个出口连接带调节阀(7)的回水管(8)，该回水管(8)连接到储水桶(10)；辅助设备区设有控制箱(24)。

2.根据权利要求1所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述汇雨底板(15)右侧设置有两个卡条(13)和若干“一”字镂空区；所述卡条(13)呈长方体。

3.根据权利要求1所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述试模(19)包括围在底板(30)四侧的左侧侧模(28)、右侧侧模(29)、前方侧模(26)、后方侧模(27)、左侧挡板(20)、右侧挡板(21)，以及四个固定扣；所述左侧侧模(28)和右侧侧模(29)的长度方向与荷载轮行走方向平行；所述前方侧模(26)和后方侧模(27)的长度方向与荷载轮行走方向垂直；所述左侧侧模(28)的上表面边缘处设置有左侧凹槽(22)；所述右侧侧模(29)的上表面边缘处设置有右侧凹槽(23)；所述左侧挡板(20)可以承插在左侧凹槽(22)内；所述右侧挡板(21)可以承插在右侧凹槽(23)内，用于调节摩擦系数测试试件表面的径流系数；所述底板(30)下表面的四个顶点处，对称的设置有四个固定扣，用于试模与试件承台的固定。

4.根据权利要求3所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述试模(19)在底板(30)处对应的空间长60cm、宽60cm、高5cm，即能够制成型长60cm、宽60cm、高5cm的沥青混合料试件。

5.根据权利要求3所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述控制箱(24)在面板上设置有显示屏(33)和输入键盘(34)，在内部设置有电子线路板连接的控制器(25)。

6.根据权利要求3所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪，其特征在于，所述电磁阀(5)、调节阀(7)、水泵B(11)和水泵A(16)均与控制器(25)相接。

7.根据权利要求6所述的模拟降雨的沥青路面旋转式摩擦系数测试仪的试验方法，其特征在于，所述试验方法具体步骤为：

1)在已经成型好试件的试模(19)两侧，根据径流系数选择适合高度的左侧挡板(20)和右侧挡板(21)，将左侧挡板(20)插入试模(19)的左侧凹槽(22)内，将右侧挡板(21)插入试模(19)的右侧凹槽(23)内；

2)在储水桶(10)中加入2/3容积的水，在汇水箱(17)中也加入2/3容积的水，打开流量计(4)、调节阀(7)、电磁阀(5)、水泵A(16)、水泵B(11)，调节降雨强度，然后关闭降雨装置；

3)将动态旋转式摩擦系数测试仪(12)中的测试盘上固定橡胶测试块的螺丝拧紧,如果橡胶测试块厚度小于3mm，应及时更换；

4)将控制器(25)上的电源线与车辆电源正确连接，开通控制器和X-Y记录仪电源，经检查应工作正常，检查记录笔是否可以使用；

5)将试件连同试模(19)固定在两个卡条(13)的中间，在试件表面选择一个测试点，尽量避免突粒，将动态旋转式摩擦系数测试仪(12)放到测试点上；

6)将记录纸按照要求平铺在X-Y记录仪上，将控制器(25)上的电源线与电源正确连接；

7)按顺序开通控制器电源开关及X-Y记录仪电源开关，启动记录笔，通过X、Y坐标调节器将记录笔调整至记录纸圆点坐标；

8)开通控制器测试电源开关，下压测试仪电磁铁的开关，此时测试盘提升旋转,检查X-Y记录仪，通过X、Y坐标调节器调节记录笔沿坐标轴行走；

9)检查控制器的时速表：开通降雨装置，待降雨强度稳定并降雨一段时间后，试件表面的径流系数达到预设值，并且时速表达到90km/h后，关闭测试电源开关和降雨装置，测试盘降落到试件上进行测试，记录笔在记录纸上开始记录；

10)动态旋转式摩擦系数测试仪(12)的测试盘停止转动，记录笔在记录纸上记录直至回到圆点；

11)测试结束后，按照前述方法在同一测试点测试3次，同一测试点测试的3次结果的差值应小于0.1个单位；每一处取3次测试结果的平均值作为试验结果，准确至0.01个单位。