CN205262936U - 一种路面抗滑性能的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种路面抗滑性能的测试装置，包括设置在环境控箱内的试验台、横向连杆、竖直设置的支杆以及竖直固定在所述试验台上的支架，支架的顶端设有扭矩测定装置，扭矩测定装置通过转轴与横向连杆的一端固定连接，横向连杆的另一端通过角度调节机构连接支杆顶端，支杆的底端安装驱动电机和刹车装置，驱动电机的输出轴上安装试验轮，同时，支架上安装有速度和距离测定装置，支杆上安装有配重及加压装置，在测试时试件被固定于试验台上，而试验轮能够在驱动电机的驱动下以支架为中心在试件上作圆周运动。本实用新型相比现有规范中静态测定的方法，试验结果更直接，更具有有应用价值，实验方法更接近车辆实际行驶时的情况，能更好的反应路面的实际抗滑性能。

Description

一种路面抗滑性能的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种路面性能测试装置，特别是一种路面抗滑性能的测试装置，属于路面抗滑性能测定技术领域。

背景技术

路面抗滑性能是路面设计及施工时的一项重要指标，是决定车辆正常安全行驶的主要设计参数。现有路面设计规范及施工验收标准中给出的评价指标和方法有两种，一种是采用摩擦系数，一种是采用构造深度。

摩擦系数是采用摆式摩擦系数仪进行测定的，它是在采用标准的滑溜块在固定高度释放后，经过与喷水的路面摩擦后，摆锤与路面垂直方向的最大角度即为该出路面的摩擦系数值。摆式摩擦系数仪基本测试方法如下：

⑴仪器调平：转动底座上的调平螺栓，使水准泡居中。

⑵调零：按下释放开关，使摆向左带动指针摆动。当摆达到最高位置后下落时，用手将摆杆接住，此时指针应指零。

⑶校核滑动长度：①用扫帚扫净路面表面，并用橡胶刮板清除摆动范围内路面上的松散粒料。②让摆自由悬挂，提起摆头上的举升柄，将底座上垫块置于定位螺丝下面，使摆头上的滑溜块升高，放松紧固把手，转动立柱上升降把手、使摆缓缓下降。当滑块上的橡胶片刚刚接触路面时,即将紧固把手旋紧，使摆头固定。③提起举升柄，取下垫块，使摆向右运动。然后，手提举升柄使摆慢慢向左运动，直至橡胶片的边缘刚刚接触路面。在橡胶片的外边摆动方向设置标准尺，尺的一端正对准该点。再用手提起举升柄，使滑溜块向上抬起，并使摆继续运动至左边，使橡胶片返回落下再一次接触地面，橡胶片两次同路面接触点的距离应在126mm（即滑动长度）左右。若滑动长度不符合标准时，则升高或降低仪器底正面的调平螺丝来校正，但需调平水准泡，重复此项校核直至滑动长度符合126mm的规定。

⑷用喷壶的水浇洒试测路面，并用橡胶刮板刮除表面泥浆。

⑸再次洒水,并按下释放开关，使摆在路面滑过，指针即可指示出路面的摆值。但第一次测定，不做记录。当摆杆回落时，用左手接住摆，右手提起举长柄使滑溜块升高，将摆向右运动，并使摆杆和指针重新置于水平释放位置。

⑹重复（5）的操作测定5次，并读记每次测定的摆值，即BPN，5次数值中最大值与最小值的差值不得大于3，如差值大于3时，应检查产生的原因，并再次重复上述各项操作，至符合规定为止。取5次测定的平均值作为每个测点路面的抗滑值，即摆值BPN，取整数，以BPN表示。

⑺在测点位置上用路表温度计测记潮湿路面的温度，精确至1℃。

⑻按以上方法，同一处平行测定不少于3次，3个测点均位于轮迹带上，测点问距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。每一处均取3次测定结果的平均值作为试验结果，精确至1BPN。

构造深度即路面表面的构造深度，是路面粗糙度的重要指标，是路表石料之间缝隙的深浅程度，粗糙程度越大，相应的路面抗滑性能也就越高。构造深度一般采用铺砂法测定，可进一步分为手工铺设或者电动铺砂法，近年来出现了采用激光构造深度仪测定的方法，工作效率更高。其中手工铺砂法的方法如下：

⑴用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净，面积不小于30cm×30cm。

⑵用小铲装砂，沿筒壁向圆筒中注满砂，手提圆筒上方，在硬质路表面上轻轻地叩打3次，使砂密实，补足砂面用钢尺一次刮平。

注：不可直接用量砂筒装砂，以免影响量砂密度的均匀性。

⑶将砂倒在路面上，用底面粘有橡胶片的推平板，由里向外重复作旋转摊铺运动，稍稍用力将砂细心地尽可能地向外摊开，使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中，尽可能将砂摊成圆形，并不得在表面上留有浮动余砂。注意，摊铺时不可用力过大或向外推挤。

⑷用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径，取其平均值，准确至5mm。

⑸按以上方法，同一处平行测定不少于3次，3个测点均位于轮迹带上，测点间距3~5m。对同一处，应该由同一个试验员进行测定。该处的测定位置以中间测点的位置表示。

⑹按下列公式计算结果

式中：TD—路面表面构造深度（mm）；

V—砂的体积（25cm³）；

D—摊平砂的平均直径（mm）。

⑺每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果，准确至0.01mm。

以上两种规范中规定的方法可以看出，不管是采用摩擦系数还是构造深度都是以间接指标来评价路面的抗滑性能的。此外，实际车轮在制动时都是运动的状态，轮胎的摩擦力也是滚动摩擦为主，因此并不能很好的模拟实际车辆行驶过程中制动的情况。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种路面抗滑性能的测试装置，可检测室内拟用于路面的设计材料或者实际路面的抗滑性能；也可用于评价经过长期试验，模拟不同使用条件下路面材料抗滑性能的衰减情况，并预估路面抗滑性能的寿命。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供的一种路面抗滑性能的测试装置，包括设置在环境控箱内的试验台、横向连杆、竖直设置的支杆以及竖直固定在所述试验台上的支架，所述支架的顶端设有扭矩测定装置，所述扭矩测定装置通过转轴与横向连杆的一端固定连接，所述横向连杆的另一端通过角度调节机构连接支杆顶端，所述支杆的底端安装驱动电机和刹车装置，所述驱动电机的输出轴上安装试验轮，同时，所述支架上安装有速度和距离测定装置，所述支杆上安装有配重及加压装置，在测试时试件被固定于所述试验台上，而所述试验轮能够在驱动电机的驱动下以支架为中心在试件上作圆周运动。

本实用新型的进一步限定技术方案，前述的路面抗滑性能的测试装置，所述横向连杆采用长度可调结构，以满足不同试验条件的要求。

前述的路面抗滑性能的测试装置，所述试验台四周设有用于固定试件的螺栓，用以将试件固定在试验台上，避免试件在测试时发生偏移，影响测试结果。

前述的路面抗滑性能的测试装置，所述环境控箱内设有温度和湿度控制装置，环境控箱内可模拟路面在干燥、潮湿，下雨，下雪及低温结冰等特殊环境下，路面抗滑性能的情况，便于对道路是否适合车辆继续通行提供试验数据，便于公路管理部门采取相应措施，保证行车安全。

本实用新型的有益效果是：本实用新型相比现有规范中静态测定的方法，试验结果更直接，更具有有应用价值，实验方法更接近车辆实际行驶时的情况，能更好的反应路面的实际抗滑性能；试验中主要参数，正压力和配重Q，测试速度V_a，试验温度T及湿度U，与竖直方向角度a均可调，可模拟不同车重，不同正压力，不同速度，不同温度及湿度下，车辆在直行与拐弯时，路面的抗滑性能，其结果可供设计、检测及养护决策时使用；通过采用连续加载的方式，可让车轮连续不间断的对路面进行摩擦，在轮胎连续不断的摩擦下，路面材料抗滑性能快速降低，因此，可通过实验检测评价路面抗滑性能的衰减情况，并据此预估路面材料抗滑性能的寿命，便于后期养护维修作业时采用相应的处置工艺恢复路面抗滑性能。

附图说明

图1为本实用新型一典型实施例中路面抗滑性能的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种路面抗滑性能的测试装置，包括设置在环境控箱内的试验台1、横向连杆2、支杆3以及竖直固定在试验台中部的支架4，环境控箱内设有温度和湿度控制装置，可模拟路面在干燥、潮湿，下雨，下雪及低温结冰等特殊环境下，路面抗滑性能的情况；试验台四周设有固定试件的螺栓5，用以固定试件12在试验台上，横向连杆采用长度可调结构，支架的顶端设有扭矩测定装置6，扭矩测定装置上通过转轴与横向连杆2的一端固定连接，横向连杆的另一端通过角度调节机构7连接竖直设置的支杆3顶端，支杆的底端安装驱动电机和刹车装置8，驱动电机的输出轴上安装试验轮9，试验轮在驱动电机的驱动下以支架为中心在试验台上作圆周运动；支架上安装有速度和距离测定装置10，测量试验轮的移动速度和距离；支杆上安装有配重及加压装置11，可向下产生正压力，正压力及配重大小可调，模拟不同重量条件下的路面防滑性能。

本实施例的路面抗滑性能的测试方法，包括如下步骤：

⑴选取试件放置到刚度和尺寸足够的试验台上并通过螺栓固定，试件为沥青混合料，采用多块车辙板进行拼接，每块板的尺寸为300mm*300mm*50mm，用毛刷将试件测点表面清扫干净，清扫面积不小于300mm*300mm；

⑵测试前先对试件表面喷水，保持试件表面湿润，设定好环境控箱内的温度湿度参数；

⑶将试验轮放置到试件表面上，并在支杆上根据试验需要设定配重重量以及支杆与横向连杆的夹角；

⑷启动驱动电机带动试验轮由静止开始运动，升至测试速度V_a后保持速度稳定，开启刹车装置对试验轮制动，记录速度从V_a到零试验轮经过的距离及相应扭矩大小；刹车距离S受测试速度V_a，正压力F及配重Q的影响，S越小，表明在该条件下路面的能提供的摩擦力越大，也就表明路面的抗滑性能越好；

⑸按步骤（1）至步骤（4）的操作，平行测定不少于3次；

⑹按公式M=L*F计算结果，

式中：M—力矩（N·m），

L—从转动轴到着力点的距离矢量（m），

F—矢量力（N），

刹车时的摩擦力f受试验轮状况，路面状态，正压力及配重Q的影响，由于直接测量摩擦力存在较大的困难，采用扭矩测定装置记录刹车时不同时间点的力矩M大小，实验时距离L即为试验轮转动的半径R；因此可通过力矩公式反算出刹车时不同时间点的矢量力F，矢量力F越大，表明在该条件下路面的能提供的摩擦力越大，也就表明路面的抗滑性能越好。

车辆在实际行驶时，在进入弯道时由于路面会产生超高，道路超高指的是道路路线转弯的时候为了减少车辆在高速转弯的时候受离心力影响而偏移出去，把路面做成外高内低的形式。超高按超高横坡来调整，一般有1.5%-6%，特殊情况会更大，此时轮胎受力和正常行驶时会出现差别，因此可利用连杆和支杆间的角度调节装置模拟不同超高路段车轮行驶状况，并对实际路面抗滑性能进行检测，得出结果。由于摩擦力受到测试速度V_a，正压力F，配重Q及路面状态等影响，通过该实验方法及相应设备，可进一步探究不同影响条件对最终路面抗滑性能的影响状况。

如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (4)

1.一种路面抗滑性能的测试装置，其特征在于包括设置在环境控箱内的试验台、横向连杆、竖直设置的支杆以及竖直固定在所述试验台上的支架，所述支架的顶端设有扭矩测定装置，所述扭矩测定装置通过转轴与横向连杆的一端固定连接，所述横向连杆的另一端通过角度调节机构连接支杆顶端，所述支杆的底端安装驱动电机和刹车装置，所述驱动电机的输出轴上安装试验轮，同时，所述支架上安装有速度和距离测定装置，所述支杆上安装有配重及加压装置，在测试时试件被固定于所述试验台上，而所述试验轮能够在驱动电机的驱动下以支架为中心在试件上作圆周运动。

2.根据权利要求1所述的路面抗滑性能的测试装置，其特征在于：所述横向连杆采用长度可调结构。

3.根据权利要求1所述的路面抗滑性能的测试装置，其特征在于：所述试验台四周设有用于固定试件的螺栓。

4.根据权利要求1所述的路面抗滑性能的测试装置，其特征在于：所述环境控箱内设有温度和湿度控制装置。